專利名稱：旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明在若干個(gè)實(shí)施例中通常涉及用于鉆鑿地下地層的旋轉(zhuǎn)刮刀 鉆頭(drag bit),更特別地，涉及具有構(gòu)造為提高切削件壽命和性能 的多組選定切削件結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭。另外，本發(fā)明在其它實(shí)施例 中涉及在低刀翼數(shù)鉆頭上具有較高刀翼切削結(jié)構(gòu)數(shù)量的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆 頭。
背景技術(shù)：
數(shù)十年來，人們使用旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭對(duì)地層進(jìn)行鉆進(jìn)，已經(jīng)在刮刀 鉆頭頂冠上使用各種尺寸、形狀和圖案的天然和人工合成金剛石作為 切削元件。刮刀鉆頭在許多地層中可以提供優(yōu)于三牙輪鉆頭的鉆進(jìn)速 度(ROP )。
在過去的幾十年里，利用聚晶金剛石復(fù)合片(PDC)切削元件或 切削件提高了旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的性能，所述切削件包括在高溫、高壓條 件下形成在碳化鎢基底上的平面金剛石切削元件或臺(tái)。PDC切削件形 成為各種形狀，包括圓形、半圓形或墓石形，這些是最常使用的結(jié)構(gòu)。 典型地，PDC金剛石臺(tái)形成為使所述臺(tái)的邊緣與輔助的碳化鴒基底共 面或者所述臺(tái)可以懸掛或略微底切，在所述臺(tái)的后緣處形成"唇部"， 以便在切削件進(jìn)入被鉆地層時(shí)提高其切削效率和延長其磨損壽命。已 經(jīng)證明，裝有PDC切削件(例如，可以銅焊到鉆頭端面上的凹窩、從
10所述端面伸出的刀翼上的凹窩中，或者安裝到插入鉆頭體中的柱塊上) 的鉆頭在鉆進(jìn)具有低到中等壓縮強(qiáng)度的地下地層時(shí)可以有效地實(shí)現(xiàn)
ROP。 PDC切削件給鉆頭設(shè)計(jì)師提供了各種改進(jìn)的切削件分布和朝 向、頂冠結(jié)構(gòu)、噴嘴布置以及其它設(shè)計(jì)選擇，在以前，這些利用小天 然金剛石或人工合成金剛石切削件來說不可能實(shí)現(xiàn)。盡管PDC切削元 件在鉆進(jìn)許多地下地層時(shí)提高了鉆頭效率，但是，PDC切削元件在操 作暴露于某些鉆進(jìn)工況時(shí)易于磨損，從而縮短了使用這種切削元件的 旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的壽命。
熱穩(wěn)定金剛石(TSP)是另一種人工合成金剛石、PDC材料，其 可用作旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的切削元件或切削件。TSP切削件(必須使用催 化劑以促使在由此去除的結(jié)構(gòu)中形成金剛石對(duì)金剛石結(jié)合)具有優(yōu)于 PDC切削件的熱性能。與堅(jiān)硬和磨蝕性巖石鉆進(jìn)應(yīng)用相關(guān)的高摩擦熱 使切削邊緣溫度超過PDC的熱穩(wěn)定性，而TSP切削件在更高的工作 溫度下仍然保持穩(wěn)定。這個(gè)特性還使它們焙燒到基體型旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭 的端面中。
盡管PDC或TSP切削元件與其它切削元件類型相比在鉆進(jìn)期間 提供了更高的ROP并具有更少的磨損，但仍然希望進(jìn)一步延長旋轉(zhuǎn) 刮刀鉆頭的壽命以及延長切削件壽命，不管所用切削件類型如何。工 業(yè)領(lǐng)域的研究人員很早就認(rèn)識(shí)到，當(dāng)切削元件磨損，即在鉆進(jìn)期間磨 損平面產(chǎn)生并形成在與地下地層接觸的每個(gè)切削元件上時(shí)，鉆進(jìn)速度 (或ROP)降低。特別是當(dāng)其它鉆進(jìn)參數(shù)保持不變時(shí)，鉆進(jìn)速度的降 低表示旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的切削元件磨壞。各種鉆進(jìn)參數(shù)包括地層類型、 鉆壓(WOB)、切削件位置或切削件刀面角、切削件數(shù)量、切削件密 度、鉆進(jìn)溫度和鉆柱RPM，例如但不限于此，并且還包括地層鉆進(jìn)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員所了解的其它參數(shù)。
盡管研究人員不斷研究和尋找更為耐用的切削件以及對(duì)切削件性 能的一般性改進(jìn)，但他們未能找到或?qū)崿F(xiàn)通過利用切削元件磨損率保 持或增大ROP來實(shí)現(xiàn)延長刮刀鉆頭壽命的工程方法。在這個(gè)方面， 盡管ROP在很多情況下是識(shí)別鉆頭性能的關(guān)鍵屬性，但是人們希望在延長或改進(jìn)刮刀鉆頭壽命方面采用或利用切削元件磨損性質(zhì)。
延長鉆頭壽命的一種方法是使用"輔助"切削件，從而特別是當(dāng) 經(jīng)受異常能量或地下地層中的更硬、研磨性更高的材料時(shí)，延長刮刀 鉆頭的主切削件的壽命。通常，輔助切削件定位在第二切削件排中， 在主切削件的路徑內(nèi)在旋轉(zhuǎn)方向上附隨，以便在主切削件失效或者磨 損超過相當(dāng)大的程度時(shí)與地層接合。已經(jīng)證明，使用輔助切削件是用 于延長鉆頭壽命的適當(dāng)方法，同時(shí)在無需設(shè)計(jì)具有附加刀翼以設(shè)置更 多切削件的鉆頭的情況下提高穩(wěn)定性，所述設(shè)置更多切削件的附加刀
翼會(huì)最終降低ROP，可能由于減少在鉆頭端面上的有效流體流動(dòng)面積 而犧牲鉆頭水力特性以及由于噴嘴在鉆頭端面上的不利位置而不如最
佳的流體流動(dòng)。通常，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，刮刀鉆頭在刀翼數(shù) 增大時(shí)經(jīng)受較少的磨損并且不希望地具有更緩慢的ROP，而具有低刀 翼數(shù)的刮刀鉆頭(具有更快的ROP)經(jīng)受更大的磨損。同時(shí)，人們相 信，傳統(tǒng)的輔助切削件連同其相關(guān)的主切削件會(huì)不希望地導(dǎo)致刀翼區(qū) 域利用地層材料成球形。因此，人們希望使用或利用輔助切削件提高 刮刀鉆頭的耐久性，同時(shí)提高ROP并且不會(huì)犧牲鉆頭水力特性和地 層切屑去除。人們還希望通過進(jìn)一步減少通常所需刀翼的數(shù)量提供具 有改進(jìn)、限制較少的流動(dòng)面積的刮刀鉆頭，從而獲得更為耐用的刀翼。 耐久性可以根據(jù)切削件的布置進(jìn)行量化，并且還可以看作在鉆進(jìn)同時(shí) 長時(shí)間保持每個(gè)切削件鋒利度的能力。在這種意義上講，每個(gè)切削件 的"鋒利度"包括改善金剛石臺(tái)的磨損，包括減少因點(diǎn)載荷、異常能 量或鉆柱跳動(dòng)引起的對(duì)金剛石臺(tái)的碎裂或損壞。
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，由于減少流動(dòng)面積或由于與每個(gè)刀翼相關(guān)的物理 限制，即使輔助切削件會(huì)延長刮刀鉆頭的壽命和提高刮刀鉆頭的綜合 性能，但提供輔助切削件會(huì)導(dǎo)致鉆頭刀翼利用地層材料成球形。因此， 人們希望克服與刀翼數(shù)量、位置和結(jié)構(gòu)相關(guān)的物理限制以提供改進(jìn)的 刮刀鉆頭。人們還希望改進(jìn)鉆頭端面上的流體流動(dòng)，增大流動(dòng)面積和 減少刀翼數(shù)量，同時(shí)保持或提高刮刀鉆頭性能。
三刀翼型普通鉆頭不會(huì)像六刀翼型普通鉆頭那樣持久，因?yàn)榍罢呔哂懈俚闹髑邢骷?。通常，為了更快地鉆進(jìn)，希望使用較輕的刀翼 組，即，較少的刀翼。然而，為了利用傳統(tǒng)鉆頭鉆進(jìn)更遠(yuǎn)的距離，需 要更多的主切削件，從而使利用更多刀翼成為必需。因?yàn)?，人們希?提供不管鉆進(jìn)速度如何都可以鉆進(jìn)更遠(yuǎn)距離的刮刀鉆頭，人們還希望 提供具有更輕的刀翼組，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的鉆進(jìn)距離的刮刀鉆頭。在這 個(gè)方面，人們希望提供與傳統(tǒng)刮刀鉆頭相比鉆進(jìn)速度更快、鉆進(jìn)距離 更遠(yuǎn)的刮刀鉆頭。
因此，人們希望改進(jìn)或延長旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的壽命和性能，而不管 被鉆地下地層的類型如何。人們還希望通過使切削件有利地定向和定 位在鉆頭體上來延長旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的實(shí)施例包括主切削件排和多輔助切削件群， 所述主切削件排包括至少一個(gè)主切削件，所述多輔助切削件群包括第 一和第二在后切削件排，每個(gè)在后切削件排包括定位成附隨于所述至 少一個(gè)主切削件的至少一個(gè)切削件。旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的壽命因所述多輔 助切削件群而延長，使得鉆頭更為耐用并且延長了切削件的壽命。另
層材料，提供改善的鉆頭壽命，減少作用在切削件上的應(yīng)力。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括主切削件排和多輔助切 削件群，所述主切削件排包括至少一個(gè)主切削件，所述多輔助切削件 群包括至少 一個(gè)多切削件組，所述多切削件組定位成沿著切削路徑大 體上附隨于所述至少一個(gè)主切削件。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括主切削件排、第一 在后切削件排和第二在后切削件排，所述主切削件排包括至少 一個(gè)主 切削件，所述第一在后切削件排包括至少一個(gè)第一切削件，所述第二 在后切削件排包括至少 一個(gè)第二切削件，所述第 一切削件和第二切削 件定位成大體上附隨于所述主切削件。
在本發(fā)明的進(jìn)一 步實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括直列式切削件組，
13所述直列式切削件組包括聯(lián)接到鉆頭的 一個(gè)刀翼上的主切削件、第一 輔助切削件和第二輔助切削件。
在本發(fā)明的又一 實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括交錯(cuò)式切削件組， 所述交錯(cuò)式切削件組包括聯(lián)接到鉆頭的一個(gè)刀翼上的主切削件和第一 輔助切削件。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括第一切削件排、第 二切削件排和第三切削件排，所述第 一切削件排包括多個(gè)第 一切削件， 所述第二切削件排包括多個(gè)第二切削件，所述第三切削件排包括多個(gè) 第三切削件，每個(gè)第三切削件定位成大體上附隨于所述第 一切削件之 一，并且所述第二切削件排的第二切削件相對(duì)于所述第一切削件排的
第一切削件來說在下方暴露(underexposed )。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括第 一切削件排和在 旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述第一切削件排的第二切削件排，所述第一切削 件排包括具有第 一切削路徑的至少一個(gè)第 一主切削件，所述第二切削 件排包括具有第二切削路徑的至少一個(gè)第二主切削件，其中，所述第 二切削路徑與所述第 一切削路徑旋轉(zhuǎn)區(qū)分。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括主切削件排和第二 切削件排，所述主切削件排包括多個(gè)主切削件，所述第二切削件排包 括多個(gè)第二切削件，所述第二切削件定位成沿著切削路徑大體上附隨
于所述第一切削件之一，所述第二切削件之一相對(duì)于所述多個(gè)第二切 削件中的另一個(gè)可變地在下方暴露。
在結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求書閱讀本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)說 明的情況下，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的前視圖。 圖2顯示了用于本發(fā)明第一實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓。 圖3A顯示了直列式切削件組的頂視圖。 圖3B顯示了直列式切削件組的平面圖。圖4A顯示了交錯(cuò)式切削件組的頂視圖。 圖4B顯示了交錯(cuò)式切削件組的平面圖。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的前視圖。
圖6顯示了用于本發(fā)明第二實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓。
圖7顯示了用于圖5所示鉆頭的第一刀翼的切削件輪廓。
圖8顯示了用于圖5所示鉆頭的第二刀翼的切削件輪廓。
圖9顯示了用于圖5所示鉆頭的第三刀翼的切削件輪廓。
圖IO顯示了用于圖5所示鉆頭的第四刀翼的切削件輪廓。
圖11顯示了用于圖5所示鉆頭的第五刀翼的切削件輪廓。
圖12顯示了用于圖5所示鉆頭的第六刀翼的切削件輪廓。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的前視圖。
圖14顯示了用于本發(fā)明第三實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓。
圖15顯示了用于圖13所示鉆頭的第一刀翼的切削件輪廓。
圖16顯示了用于圖13所示鉆頭的第二刀翼的切削件輪廓。
圖17顯示了用于圖13所示鉆頭的第三刀翼的切削件輪廓。
圖18顯示了具有兩個(gè)側(cè)傾切削件的直列式切削件組的頂視圖。
圖19是在用于七個(gè)不同刮刀鉆頭的模擬鉆進(jìn)條件期間，在被鉆距
離范圍內(nèi)累積金剛石磨損平面面積的圖表。
圖20是圖19所示模擬鉆進(jìn)條件的鉆進(jìn)速度的圖表。
圖21是在模擬結(jié)束時(shí)，與用于圖19所示模擬鉆進(jìn)條件的切削件
徑向位置相關(guān)的每個(gè)切削件的磨損平面面積的圖表。
圖22顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的前視圖。 圖23顯示了用于本發(fā)明第四實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓。 圖24顯示了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的前視圖。 圖25顯示了用于本發(fā)明第五實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓。 圖26顯示了用于圖24所示鉆頭的第一刀翼的切削件輪廓。 圖27顯示了用于圖24所示鉆頭的第二刀翼的切削件輪廓。 圖28顯示了用于圖24所示鉆頭的第三刀翼的切削件輪廓。 圖29顯示了用于圖24所示鉆頭的第四刀翼的切削件輪廓。圖30顯示了用于圖24所示鉆頭的第五刀翼的切削件輪廓。 圖31顯示了用于圖24所示鉆頭的第六刀翼的切削件輪廓。 圖32是在用于兩個(gè)不同刮刀鉆頭的模擬鉆進(jìn)條件期間，在被鉆距
離范圍內(nèi)累積金剛石磨損平面面積的圖表。
圖33是圖32所示模擬鉆進(jìn)條件的功率(work rate)的圖表。 圖34是在模擬結(jié)束時(shí)，與用于圖32所示模擬鉆進(jìn)條件的切削件
徑向位置相關(guān)的每個(gè)切削件的磨損平面率的圖表。 圖35顯示了旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的局部頂視圖。 圖36顯示了圖35所示旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的局部側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
在將要描述的本發(fā)明實(shí)施例中，提供了可以比常規(guī)設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)刮 刀鉆頭鉆得更深、鉆得更快或者更為耐用的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭。在這個(gè)方 面，不管被鉆地下地層材料如何，都可以使每個(gè)刮刀鉆頭的壽命延長， 性能提高。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明第 一 實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭110的前視圖。 旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭110包括三個(gè)刀翼131、 132、 133，三個(gè)主切削件排141、 142、 143和三個(gè)多輔助切削件群151、 152、 153。盡管包括三個(gè)多輔 助切削件群151、 152、 153，應(yīng)當(dāng)想到，刮刀鉆頭110可以在刀翼之 一上具有一個(gè)多輔助切削件群或者在刀翼上具有多于或少于所示三個(gè) 的多個(gè)輔助切削件群。另外，可以想到，刮刀鉆頭110可以具有比所 示三個(gè)更多或更少的刀翼。多輔助切削件群151、 152、 153中的每一 個(gè)可以具有一個(gè)或多個(gè)多輔助切削件組。例如但不限于，多輔助切削 件群152包括三個(gè)多輔助切削件組152，、 152"、 152"'。在詳細(xì)描述多 輔助切削件群152的多輔助切削件組152'、 152"、 152"'之前，首先對(duì) 刮刀鉆頭110進(jìn)行概述。
旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭110從其端面或前端112向上觀察，如同觀察者位 于井孔的底部。鉆頭110包括例如通過銅焊粘結(jié)到凹窩116 (如示意 性描述的那樣)上的切削元件或切削件114,所述凹窩位于在刮刀鉆頭110的端面112上延伸的刀翼131、 132、 133上。盡管切削件114 通過銅焊粘結(jié)到凹窩116上，但是也可以使用對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 來說顯而易見的其它連接方法。在刮刀鉆頭110上通常顯示了聯(lián)接到 相應(yīng)凹窩116上的切削件114，但是特殊切削件(包括其特征)將在 下文以不同的參考數(shù)字表示以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。本實(shí)施例 中的刮刀鉆頭110為所謂的"基體"鉆頭。選擇性地，鉆頭還可以是 鋼制或其它鉆頭類型，例如，燒結(jié)金屬碳化物。"基體"鉆頭包括滲入 熔融(隨后可硬化的)粘結(jié)劑(例如，銅基合金)中的大量金屬粉末 (例如，碳化鴒顆粒)。鋼制鉆頭通常由鍛件或鋼坯制成并且機(jī)加工到 最終形狀。本發(fā)明不限于實(shí)現(xiàn)其任何實(shí)施例的鉆頭體類型。
流體通路120位于刀翼131、 132、 133之間并且通過位于從腔室 引出的通道末端的水眼122提供鉆井流體，所述腔室從位于鉆頭110 上端或尾端處的管狀鉆桿延伸到鉆頭體111中。水眼122可以包括固 定到其上的噴嘴(未顯示)，用于增強(qiáng)和控制鉆井流體的流動(dòng)。流體通 路120延伸到排屑槽126，所述排屑槽沿著鉆頭110的縱向側(cè)面124 在刀翼131、 132、 133之間向上延伸。保徑墊塊(未顯示)包括刀翼 131、 132、 133的縱向向上延伸部并且在其徑向外表面121上可以具 有耐磨鑲嵌件或涂層，如本領(lǐng)域已知。從水眼122流出的鉆井流體(未 顯示)將地層切屑從切削件114上沖走，所述鉆井流體通常穿過流體 通路120徑向向外流動(dòng)并隨后穿過排屑槽126向上流到鉆柱和鉆孔表 面之間的環(huán)形區(qū)域，鉆頭110懸掛并支撐在所述鉆柱上。有利地，鉆 井流體在鉆進(jìn)期間給切削件114提供冷卻并且從鉆頭端面112上清除 地層切屑。
本實(shí)施例中的切削件114均為PDC切削件。然而，可以認(rèn)識(shí)到， 本發(fā)明的實(shí)施例可以使用任何其它適用類型的切削元件。為了在本發(fā) 明的不同實(shí)施例中清楚起見，切削件顯示為單個(gè)結(jié)構(gòu)以便更好地描述 和介紹本發(fā)明。然而，可以認(rèn)識(shí)到，切削件114可以包括材料層。在 這方面，本實(shí)施例的PDC切削件114均包括粘結(jié)到支撐基底上的金剛 石臺(tái)，如前所述。當(dāng)刮刀鉆頭110以使地層與切削件114的切削邊緣113接觸的方式旋轉(zhuǎn)時(shí)，PDC切削件114通過剪切作用從地下地層中 去除材料。在切削地層時(shí)，鉆井流體的流動(dòng)磨碎地層切屑，將其懸浮 并夾帶混合顆粒，使其通過排屑槽126流出，如上所述。
刀翼131、 132、 133稱作主刀翼。 一般來說，主刀翼中的刀翼131 (與刀翼132、 133—樣)包括主體部分134，所述主體部分從端面112 伸出(縱向和徑向突出)并且屬于鉆頭體lll(鉆頭體lll也稱作鉆頭 110的"框架")的一部分。還可以參考圖2，圖2顯示了用于本發(fā)明 第一實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓130。主體部分134包括刀翼表面135、 前表面136和后表面137并且可以從鉆頭110的錐形區(qū)域160或者軸 向中心線C/L (由數(shù)字161表示)朝向保徑區(qū)域165徑向向外延伸， 所述保徑區(qū)域通常要求從相鄰的在先水眼122流出的鉆井流體流在鉆 進(jìn)期間通過前表面136經(jīng)由流體通路120大體上輸送至排屑槽126。 然而， 一部分鉆井流體將沖刷刀翼表面135和后表面137，從而在去 除地層材料時(shí)允許切削件114冷卻和洗凈。刀翼131還可以由從鉆頭 體111的端面112伸出并延伸到保徑區(qū)域165的主體部分134界定， 所述保徑區(qū)域165具有剛好位于前表面136之前和后表面137之后的 排屑槽126。在這個(gè)方面，盡管鉆頭110包括三個(gè)刀翼131、132和133， 鉆頭可以具有任意數(shù)量的刀翼，但是通常具有不少于由至少兩個(gè)流體 通路120隔開的兩個(gè)刀翼。由于刀翼132的主體部分134從鉆頭110 的軸向中心線161徑向向外延伸，刀翼表面135可以徑向加寬，前表 面136和后表面137可以均軸向增高至鉆頭體111的端面112以上。
本發(fā)明實(shí)施例中的刮刀鉆頭110包括三個(gè)主刀翼131、 132、 133， 但是不包括本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何副刀翼或從(tertiary)刀翼。 副刀翼或從刀翼提供了附加的支撐結(jié)構(gòu)，從而通過在其上接收附加的 主切削件114而增大鉆頭110的切削件密度。副刀翼或從刀翼與主刀 翼大體上相同，但是通常從鉆頭110的頂冠區(qū)域162、側(cè)部區(qū)域163 或肩部區(qū)域164朝向保徑區(qū)域徑向延伸。在這個(gè)方面，副刀翼或從刀 翼界定在與至少一個(gè)水眼122流體連通的前、后流體通路120之間。 同樣，副刀翼或從刀翼或者副刀翼和從刀翼的組合可以設(shè)置在主刀翼
1之間。然而，副刀翼或從刀翼減少了相鄰流體通路120的有效容積， 提供了較少的地層切屑清洗作用或切削件114的清洗作用。有選擇地， 在需要或希望實(shí)現(xiàn)刮刀鉆頭的特定鉆進(jìn)特性時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的 刮刀鉆頭110可以包括一個(gè)或多個(gè)副刀翼或從刀翼。
三個(gè)切削件排141、 142、 143分別布置在三個(gè)刀翼131、 132、 133 上。每個(gè)切削件排141、 142、 143是主切削件排，如本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員已知。多輔助切削件群151、 152、 153分別在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于 每個(gè)刀翼131、 132、 133上的每個(gè)主切削件排141、 142、 143。盡管 在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)刀翼包括在旋轉(zhuǎn)方向上領(lǐng)先于多輔助切削件群 的主切削件排，刮刀鉆頭110可以具有有選擇地設(shè)置在位于鉆頭體111 的至少一個(gè)刀翼上的主切削件排之后的多輔助切削件群。另外，刮刀 鉆頭110可以具有有選擇地設(shè)置在鉆頭體111的多個(gè)刀翼上的多輔助 切削件群。
每個(gè)多輔助切削件群151、 152和153可以具有一個(gè)或多個(gè)多輔助 切削件組。例如但不限于，多輔助切削件群152包括三個(gè)多輔助切削 件組152'、 152"、 152"'。盡管多輔助切削件群152包括三個(gè)多輔助切 削件組152'、 152"、 152"'，但是可以想到的是，刮刀鉆頭110可以在 每個(gè)多輔助切削件群中包括一個(gè)多輔助切削件組或者多于或少于圖示 三個(gè)的多個(gè)輔助切削件組。
在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)多輔助切削件組152，、 152"、 152，" 包括第一在后切削件排154、第二在后切削件排155和第三在后切削 件排156。每一排141、 142、 143、 154、 155、 156包括聯(lián)接到刀翼131、 132、 133上的多個(gè)切削件114。有選擇地，每一排可以包括一個(gè)或多 個(gè)切削件114。切削件排可以由從刮刀鉆頭110的端面112的中心線 C/L (該中心線從圖l伸出，由數(shù)字161表示)伸出的徑向路徑?jīng)Q定， 并且大體上沿著或靠近所述徑向路徑布置有一個(gè)或多個(gè)切削元件或切 削件。下面將更詳細(xì)的描述刀翼132的切削件群152的多輔助切削件 組152'、 152"、 152"'，當(dāng)它們表示其它切削件群151、 153中的其它 多輔助切削件組也是一樣。刀翼132的主切削件排142包括切削件3、 6、 11、 19、 28、 37、 46、 50。每個(gè)多輔助切削件組152'、 152"、 152"'分別包括第一在后切 削件排154的切削件12、 20、 29、 38,第二在后切削件排155的切削 件21、 30、 39和第三在后切削件排156的切削件57、 58、 59。第一 在后切削件排154在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削件排142并在旋轉(zhuǎn)方向 上領(lǐng)先于第二在后切削件排155，所述第二在后切削件排155在旋轉(zhuǎn) 方向上領(lǐng)先于第三在后切削件排156。盡管本實(shí)施例中的每個(gè)多輔助 切削件組152'、 152"、 152，"包括在后切削件排154、 155、 156的切削 件114，它們可以具有在旋轉(zhuǎn)方向上領(lǐng)先于一個(gè)或多個(gè)附加切削件排 的第一切削件排，所述附加切削件排只受到刀翼132上的有效刀翼表 面135的限制。在這個(gè)方面，多輔助切削件組152'包括分別來自三個(gè) 在后切削件排154、 155、 156的三個(gè)切削件20、 21、 57。盡管多輔助 切削件組152'包括三個(gè)切削件20、 21、 57，但是可以想到，每個(gè)多輔 助切削件組可以包括來自多個(gè)在后切削件排的切削件。
圖2所示刀翼和切削件輪廓顯示了多輔助切削件組152'、 152"、 152'"，并且還顯示了其它多輔助切削件組151'、 151"、 151"，、 153'、 153"。多輔助切削件組151，和153"包括來自兩個(gè)在后切削件排154、 155的切削件114。
第一在后切削件排154的切削件12、 20、 29、 38、 47均分別在旋 轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削件排142的切削件11、 19、 28、 37、 46，并且 在本實(shí)施例中看作輔助切削件。輔助切削件沿大體上相同的旋轉(zhuǎn)路徑 (位于中心線C/L的大體上相同半徑處)在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削 件，從而在主切削件失效或磨損超過其有用性時(shí)提高刮刀鉆頭110的 耐久性和壽命。然而，第一在后切削件排154的切削件12、 20、 29、 38、 47可以是主切削件、副切削件或輔助切削件的任何分類或組合。 盡管本發(fā)明不包括任何副切削件，但是副切削件可以沿相鄰的旋轉(zhuǎn)路 徑(位于中心線C/L的不同半徑處)在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削件， 從而消除主切削件之間的較大溝槽，以給刮刀鉆頭IIO提供增大的鉆 進(jìn)速度和增強(qiáng)的耐久性。根據(jù)切削件分類，切削件12、 20、 29、 38、47可以沿著其旋轉(zhuǎn)路徑在不同的徑向位置處隔開，從而在與特殊地下 地層的材料接合時(shí)增強(qiáng)切削件性能。另外，在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于切削 件11、 19、 28、 37、 46的切削件12、 20、 29、 38、 47相對(duì)于切削件 11、 19、 28、 37、 46在下面暴露。具體地，切削件12、 20、 29、 38、 47以千分之二十五(0.025)英寸(0.635毫米)的距離在下面暴露。
第二在后切削件排155的切削件21、 30、 39均分別在旋轉(zhuǎn)方向上 附隨于主切削件排142的切削件19、 28、 37,并且在本實(shí)施例中也看 作是主切削件排142的輔助切削件。有選擇地，切削件21、 30、 39 可以是第一在后切削件排154的切削件20、 29、 38或者第一在后切削 件排154和主切削件排142的組合的輔助切削件。盡管切削件21、 30、 39是輔助切削件，第二在后切削件排155的切削件21、 30、 39可以 是主切削件、副切削件和輔助切削件的任何分類或組合。另外，在旋 轉(zhuǎn)方向上附隨于切削件19、 28、 37的切削件21、 30、 39在切削件19、 28、 37的下面暴露。具體地，切削件21、 30、 39以千分之五十(0,050 ) 英寸(1.27毫米)的距離在下面暴露。
第三在后切削件排156的切削件57、 58、 59均分別在旋轉(zhuǎn)方向上 附隨于主切削件排142的切削件19、 28、 37，并且在本實(shí)施例中也看 作是主切削件排142的輔助切削件。有選擇地，切削件57、 58、 59 可以是第二在后切削件排155的切削件21、 30、 39的輔助切削件或者 是第二在后切削件排155、第一切削件排154和主切削件排142的組 合的輔助切削件。盡管切削件57、 58、 59是輔助切削件，第三在后切 削件排156的切削件57、 58、 59可以是主切削件、副切削件和輔助切 削件的任何分類或組合。另外，在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于切削件19、 28、 37的切削件57、 58、 59相對(duì)于切削件19、 28、 37在下方暴露。具體 地，切削件57、 58、 59以千分之七十五(0.075)英寸(1.905毫米) 的距離在下面暴露。
有選擇地，在下面將要描述的本發(fā)明實(shí)施例中，每個(gè)切削件12、 20、 29、 38、 47、 21、 30、 39、 57、 58、 59可以相對(duì)于主切削件排142 的切削件114具有不同的下方暴露量或者很少到?jīng)]有下方暴露量，與
21每個(gè)其它切削件12、 20、 29、 38、 47、 21、 30、 39、 57、 58、 5&無關(guān)。 第一在后切削件排154、第二在后切削件排155和第三在后切削 件排156的切削件114小于主切削件排141、 142、 143的切削件114。 切削件排154、 155、 156的較小切削件114能夠在必要時(shí)提供用于主 切削件排141、 142、 143的輔助支持，而且在不需要切削件114時(shí)， 減少與地層材料之間的旋轉(zhuǎn)接觸阻力。盡管第一在后切削件排154、 第二在后切削件排155和笫三在后切削件排156的較小切削件114全 部具有相同的尺寸，但是可以想到的是，每個(gè)切削件尺寸可以大于或 小于圖示尺寸。同樣，盡管每個(gè)切削件排154、 155、 156的切削件114 全部具有相同的尺寸，但是可以想到的是，每個(gè)切削件排的切削件尺 寸可以大于或小于其它切削件排。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的刀翼上可在旋轉(zhuǎn)方向上 包括一個(gè)或多個(gè)附加的輔助切削件排，其在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削 件排和輔助切削件排并增加給主切削件排和輔助切削件排。在本發(fā)明 的這個(gè)方面，所述一個(gè)或多個(gè)附加輔助切削件排不是位于刮刀鉆頭的 下一刀翼上的第二切削件排、第三切削件排或第n切削件排。所述一 個(gè)或多個(gè)附加的輔助切削件排、輔助切削件排和主切削件排中的每一 個(gè)包括位于同一刀翼上的一個(gè)或多個(gè)切削元件或切削件。所述一個(gè)或 多個(gè)附加的輔助切削件排的每一個(gè)切削件可以與在旋轉(zhuǎn)方向上領(lǐng)先于 它的切削件排定位或大體上定位在同心旋轉(zhuǎn)路徑中。選擇性地，每個(gè)
偏心布置。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，每個(gè)附加的輔助切削件排相對(duì)于刮刀鉆頭 刀翼上的在先切削件排具有特定暴露量。例如，每個(gè)切削件排從在先 切削件排起在數(shù)值上逐漸減小，在這個(gè)方面，每個(gè)切削件排相對(duì)于在 先的切削件排逐漸在下方露出。選擇性地，每個(gè)在后的切削件排與在 其前面的切削件排相比具有更大或更小的下方暴露量。通過調(diào)節(jié)切削 件排的下方暴露量，輔助切削件排的切削件設(shè)計(jì)成在主切削件的磨損 平面面積增大時(shí)能夠與地層材料相接觸。在這個(gè)方面，輔助切削件排的切削件設(shè)計(jì)成在主切削件磨損時(shí)與地層接合，從而延長刮刀鉆頭的 壽命。通常，特別是在切削件磨損很少時(shí)，主切削件典型地位于刀翼 前部以提供大部分切削工作負(fù)荷。當(dāng)刮刀鉆頭的主切削件承受動(dòng)態(tài)異 常能量或者當(dāng)切削件磨損時(shí)，輔助切削件排中的輔助切削件開始與地 層接合并且開始承受或均分主切削件的工作，以便更好地去除地層材 料。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖3A顯示了直列式切削件組200的頂視 圖。圖3A是旋轉(zhuǎn)或螺旋路徑202的線性表示，切削件214可以沿所 述路徑定位在旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭上。直列式切削件組200包括主切削件
204、 第一輔助切削件206和第二輔助切削件208,每個(gè)切削件與緊鄰 位于之前的切削件成旋轉(zhuǎn)布置的直列關(guān)系，即，大體上沿著相同的旋 轉(zhuǎn)路徑202排列。較大的主切削件204和較小的輔助切削件206、 208 給旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭提供了增強(qiáng)的耐久性和延長的壽命。另外，當(dāng)主切削 件失效或承受不希望的高異常能量時(shí)，輔助切削件206、 208給主切削 件204提供了輔助支持。同樣，輔助切削件206和208在主切削件204 磨損時(shí)給其提供冗余的輔助支持。在這個(gè)方面，輔助切削件206、 208 是多輔助切削件組。
圖3B顯示了直列式切削件組200的平面圖。直列式切削件組200 使主切削件204和輔助切削件206、 208分別相對(duì)于基準(zhǔn)線203具有完 全暴露的切削件表面205和部分暴露的切削件表面207、 209。在這個(gè) 方面，輔助切削件206、 208相對(duì)應(yīng)主切削件204在下方暴露。在切削 地層材料時(shí)，基準(zhǔn)線203還表示在輔助切削件206、 208與工作負(fù)荷逐 漸接合之前主切削件204上所需的磨損量。直列式切削件組200可用 于本發(fā)明的其它實(shí)施例。另外，直列式切削件組200可以包括位于在 后切削件組排中的第三輔助切削件或者多個(gè)輔助切削件。盡管表面
205、 207、 209包括其各自的暴露面，直列式切削件組200的表面可 以構(gòu)造為包括切削件204、 206、 208的相同暴露量(或下方暴露量) 或暴露量組合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖4A顯示了交錯(cuò)式切削件組220的頂視圖。圖4A是旋轉(zhuǎn)路徑或螺旋路徑222的線性表示，切削件214可以 沿所述路徑定位在旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭上。交錯(cuò)式切削件組220包括主切削 件224、第一輔助切削件226和第二輔助切削件228，每個(gè)切削件在給 定的旋轉(zhuǎn)路徑中相對(duì)于其它切削件214徑向交錯(cuò)或偏離。第一輔助切 削件226和第二輔助切削件228與主切削件224相比是較小切削件。 例如，輔助切削件226、 228具有不同的旋轉(zhuǎn)路徑，并且位于主切削件 224的旋轉(zhuǎn)路徑222內(nèi)或附近。較大的主切削件224和較小的輔助切 削件226、 228給旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭提供了增強(qiáng)的耐久性和延長的壽命。另 外，當(dāng)主切削件失效或承受不希望的高異常能量時(shí)，輔助切削件226、 228給主切削件224提供了輔助支持。同樣，輔助切削件226和228 在主切削件224磨損時(shí)給其提供冗余的輔助支持。在這個(gè)方面，輔助 切削件226、 228是多輔助切削件組。
圖4B顯示了交錯(cuò)式切削件組220的平面圖。交錯(cuò)式切削件組220 使主切削件224和輔助切削件226、228分別相對(duì)于基準(zhǔn)線223具有完 全暴露的切削件表面225和部分暴露的切削件表面227、 229。在這個(gè) 方面，輔助切削件226、 228在主切削件224的下方暴露。在切削地層 材料時(shí)，基準(zhǔn)線223還表示在輔助切削件226、 228開始均分工作負(fù)荷 之前主切削件224上所需的磨損量。有利地，對(duì)于交錯(cuò)式切削件組220 來說，當(dāng)主切削件224磨損時(shí)，交錯(cuò)式切削件組220提供了圍繞主切 削件224的徑向路徑交錯(cuò)布置的兩個(gè)更為鋒利的切削件226、 228，比 直列式切削件具有更強(qiáng)力的切削。交錯(cuò)式切削件組220可用于本發(fā)明 的任何實(shí)施例。另外，交錯(cuò)式切削件組220可以包括位于在后切削件 組排中的第三輔助切削件或者多個(gè)輔助切削件。盡管表面225、 227、 229包括其各自的暴露面，交錯(cuò)式切削件組220的表面可以構(gòu)造為包 括切削件224、 226、 228的相同暴露量(或下方暴露量)或如圖4B 所示的暴露量組合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，切削件組可以包括多個(gè)切削件214，其具 有與其它切削件214徑向交錯(cuò)或偏離的至少一個(gè)切削件和與在先切削 件成旋轉(zhuǎn)直列關(guān)系的至少 一個(gè)切削件。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭210的前視圖。 旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭210包括六個(gè)刀翼231、 231'、 232、 232'、 233、 233'， 每個(gè)刀翼具有從鉆頭210的中心線C/L伸出的主切削件排或第 一切削 件排241和輔助切削件排或第二切削件排251。切削件排241、 251包 括耦合到刀翼231、 231，、 232、 232'、 233、 233'的切削件凹窩216上 的切削件214?？梢韵氲?，每個(gè)刀翼231、 231'、 232、 232，、 233、 233' 可以具有比圖示兩個(gè)更多或更少的切削件排241、 251。同樣，每個(gè)切 削件排241、 251可以具有比每個(gè)刀翼231、 231'、 232、 232'、 233、 233，上所示更多或更少數(shù)量的切削件214。在本實(shí)施例中，刀翼231、 232、 233是主刀翼，刀翼231'、 232，、 233，是副刀翼。副刀翼231'、 232'、 233'提供用于特別是在頂冠區(qū)域262 (參見圖6)上增添附加切 削件214的支持，在所述頂冠區(qū)域262處，切削件214上發(fā)生沖擊破 壞的工作要求或可能性較大。當(dāng)切削件214受損或磨損時(shí)，第二切削 件排251的切削件214提供用于第一切削件排241的相應(yīng)切削件214 的輔助支持。
為了提高刮刀鉆頭210的壽命，第二切削件排251的每個(gè)切削件 214可以相對(duì)于第一切削件排241的每個(gè)相應(yīng)切削件214以例如但不 限于直列、偏移、下方暴露或交錯(cuò)或者其組合的方式定位。在這個(gè)方 面，第二切削件排251的切削件214可以通過去除地層材料輔助和支 持第一切削件排241的切削件214，并且在第一切削件排241的切削 件214失效時(shí)仍能提供輔助支持。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，第二切 削件排251在每個(gè)刀翼231、 231，、 232、 232'、 233、 233'上包括以直 列、偏移、交錯(cuò)和下方暴露方式布置的切削件214。下面討論刀翼231、 231'、 232、 232，、 233、 233，的第二切削件排251。
圖6顯示了用于本發(fā)明第二實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓230。刮 刀鉆頭210具有51個(gè)切削件的切削件密度和由切削件和刀翼輪廓230 表示的輪廓。本發(fā)明第二實(shí)施例的切削件214以1-51編號(hào)。盡管可以 包括本發(fā)明其它實(shí)施例的方面，但是切削件1-51不會(huì)與本發(fā)明其它實(shí) 施例的帶編號(hào)的切削件發(fā)生混淆。圖7-12分別顯示了用于每個(gè)刀翼231、 231，、 232、 232'、 233、 233，的特殊切削件輪廓。
包括第二切削件排251和第一切削件排241的刀翼231包括在旋 轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削件17的交錯(cuò)切削件18和在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于 主切削件29的另一交錯(cuò)切削件30。盡管交錯(cuò)切削件18、 30相對(duì)于相 應(yīng)的主切削件17、 29具有多暴露量或者偏移的下方暴露量，但是它們 也可以具有相同或相等的下方暴露量。切削件17和18形成交錯(cuò)式切 削件組280。同樣地，切削件29和30還形成交錯(cuò)式切削件組281。交 錯(cuò)的切削件18和30形成交錯(cuò)式切削件排291。
包括第二切削件排251和第一切削件排241的刀翼231'包括在旋 轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削件15的交錯(cuò)切削件16和在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于 主切削件27的另一交錯(cuò)切削件28。盡管交錯(cuò)切削件16、 28相對(duì)于相 應(yīng)的主切削件15、 27具有多暴露量或者偏移的下方暴露量，但是它們 也可以具有相同或相等的下方暴露量。切削件15和16形成交錯(cuò)式切 削件組281。同樣地，切削件27和28還形成交錯(cuò)式切削件組282。交 錯(cuò)的切削件16和28形成交錯(cuò)式切削件排292。
包括第二切削件排251和第一切削件排241的刀翼232包括在旋 轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削件13、 37的交錯(cuò)切削件14、 38和在旋轉(zhuǎn)方向 上附隨于主切削件25的直列式切削件26。盡管交錯(cuò)切削件14、 38、 26相對(duì)于相應(yīng)的主切削件13、 37、 25具有多暴露量或者偏移的下方 暴露量，但是它們也可以具有相同或相等的下方暴露量。切削件13、 14、 37、 38形成兩個(gè)交錯(cuò)式切削件組283、 284。切削件25、 27形成 直列式切削件組270。盡管直列式切削件26和交錯(cuò)式切削件14、 38 均具有相同的下方暴露量，可以想到，下方暴露量可以與圖示不同。 交錯(cuò)式切削件14、 38和直列式切削件26形成交錯(cuò)式切削件排293。
刀翼232，的第二切削件排251包括形成交錯(cuò)式切削件排294的交 錯(cuò)切削件12、 36和直列式切削件24。同樣，刀翼233的第二切削件 排251包括形成交錯(cuò)式切削件排295的交錯(cuò)切削件9、 34和直列式切 削件22。另外，刀翼233'的第二切削件排251包括形成交錯(cuò)式切削件 排296的交錯(cuò)切削件20、 32。盡管在刮刀鉆頭210的刀翼231、 231'、
26232、 232'、 233、 233'的排251中可以布置交錯(cuò)切削件和直列式切削件 的各種方案，但是可以想到， 一個(gè)或多個(gè)交錯(cuò)切削件可以設(shè)置有或沒 有排251中顯示的直列式切削件。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多個(gè)交錯(cuò)切削件可以具有相等的下方暴露 量或者可以相對(duì)于主切削件均勻地交錯(cuò)布置。在這個(gè)方面，交錯(cuò)切削 件可以相對(duì)于每個(gè)其它交錯(cuò)切削件具有大體上相同的下方暴露量或偏 移(即，交錯(cuò))量。同樣，可以想到， 一個(gè)或多個(gè)交錯(cuò)切削件排可以 設(shè)置在圖示第二切削件排251以外，所述一個(gè)或多個(gè)交錯(cuò)切削件排可 以包括非均勻分布的交錯(cuò)切削件，所述非均勻分布的交錯(cuò)切削件相對(duì) 于第二切削件排251內(nèi)的其它交錯(cuò)切削件具有不同的下方暴露量。進(jìn) 一步可想到的是，第二切削件排251可以包括切削件214，所述切削 件214具有沿著交錯(cuò)式切削件排非線性分布的下方暴露量，所述交錯(cuò) 式切削件排從刮刀鉆頭210的中心線C/L徑向向外延伸。
圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭310的前視 圖。旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭310包括三個(gè)主刀翼331、 332、 333，每個(gè)主刀翼 包括分別從鉆頭310的中心線C/L徑向向外延伸的主切削件排或第一 切削件排341、 342、 343，輔助切削件排或第二切削件排344、 345、 346,和附加的輔助切削件排或第三切削件排347、 348、 349。選擇性 地， 一個(gè)或多個(gè)附加的輔助切削件排可以設(shè)置在圖示第一切削件排 341、 342、 343和第二切削件排344、 345、 346以外的至少一個(gè)刀翼 331、 332和333上。切削件排341、 342、 343、 344、 345、 346、 347、 348、 349包括多個(gè)切削件314;每個(gè)切削件314耦合到刀翼331、 332、 333的切削件凹窩316上。
切削件排341、 342、 343中的切削件314是如圖14所示的完全暴 露切削件，圖14顯示了本發(fā)明第三實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓330。 刮刀鉆頭310具有54個(gè)刀翼的切削件密度和由切削件和刀翼輪廓330 表示的輪廓。本發(fā)明第三實(shí)施例的切削件314以1-54編號(hào)。盡管可以 包括本發(fā)明其它實(shí)施例的方面，但是切削件1-54不會(huì)與本發(fā)明其它實(shí) 施例的帶編號(hào)的切削件發(fā)生混淆。切削件排344、 345、 346中的切削)英寸(0.635毫米)的距離在切削 件排341、 342、 343下方露出的切削件。切削件排347、 348、 349中 的切削件314是以千分之五十(0.050)英寸(1.27毫米)的距離在切 削件排341、 342、 343下方露出的切削件。在這個(gè)方面，切削件排341、 344、 347形成用于刀翼331的多層切削件群351。盡管切削件排344、 347分別以千分之二十五(0.025)英寸(0.635毫米)和千分之五十 (0.050)英寸(1.27亳米)的距離在切削件排341下方露出，但是可 以想到，每個(gè)切削件排可以在下方暴露比所示更少、相等或更多。同 樣，切削件排342、 345、 348形成用于刀翼332的多層切削件群352， 切削件排343、 346、 349形成用于刀翼333的多層切削件群353。盡 管每個(gè)多層切削件群351、 352、 353包括具有相同下方暴露量的切削 件排，但是可以想到，它們可以包括具有更大或更小的下方暴露量的 切削件排。
圖15-17分別顯示了用于每個(gè)刀翼331、 332、 333的特殊切削件 輪廓。對(duì)于刀翼331來說，多層切削件群351的第一切削件排341包 括切削件直徑為5/8英寸(大約16毫米)的切削件1、 4、 7、 14、 23、 32、 41、 48并且包括切削件直徑為1/2英寸(大約13亳米)的切削件 54。通常，第一切削件排341的切削件314為尺寸大于第二切削件排 344和第三切削件排347的切削件314的切削件。多層切削件群351 的第二切削件排344包括切削件直徑為1/2英寸(大約13毫米)的切 削件8、 15、 24、 33、 42、 51。多層切削件群351的第三切削件排347 包括切削件直徑為1/2英寸(大約13亳米)的切削件13、 22、 31、 40。 多層切削件群351通過在切削件314的壽命內(nèi)與地層形成改進(jìn)的接觸 接合給刮刀鉆頭310提供了提高的耐久性和延長的壽命。多層切削件 群351通過在第二和第三切削件排344、 345中設(shè)置較小切削件314 在切削地層時(shí)提高了性能，所述較小切削件提高了笫一切削件排341 的較大切削件314的性能。在這個(gè)方面，例如，較小切削件13、 15 在旋轉(zhuǎn)路徑內(nèi)在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于較大切削件14，所述旋轉(zhuǎn)路徑在去 除材料時(shí)對(duì)地層具有比利用單個(gè)副切削件排(具有與主切削件排相同的切削件尺寸)通常所得更少的干擾或阻力。盡管切削件314包括1/2 英寸(大約13毫米)和5/8英寸(大約16毫米)切削件直徑，但是 切削件314可以具有比圖示更大或更小的切削件直徑。
切削件314從與刮刀鉆頭310中每個(gè)切削件移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)路徑相關(guān) 的法線方向向后傾斜(即，具有后傾角)15度，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員已知。可以預(yù)料的是，對(duì)于特殊應(yīng)用來說，每個(gè)切削件314可以具 有與圖示15度后傾角不同的更大或更小的強(qiáng)力后傾角。
如圖15所示，刀翼331的多層切削件群351還包括兩個(gè)直列式切 削件組370、 372和四個(gè)交錯(cuò)式切削件組380、 382、 384、 386。在這 個(gè)實(shí)施例中，分別包括切削件7、 8和切削件48、 51的直列式切削件 組370、 372提供了輔助支持并延長了切削件314的壽命。同樣，交錯(cuò) 式切削件組380、 382、 384、 386提高了去除地層材料的能力，同時(shí)給 切削件314提供了輔助支持，延長了刮刀鉆頭310的壽命。
刀翼332的多層切削件群352包括三個(gè)直列式切削件組371、373、 374和三個(gè)交錯(cuò)式切削件組381、 383、 385，如圖16所示。
如圖17所示，刀翼333的多層切削件群353包括兩個(gè)直列式切削 件組375、 376和四個(gè)交錯(cuò)式切削件組387、 388、 389、 390。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，刮刀鉆頭可以包括一個(gè)或多個(gè)多層切削件 群以改善鉆頭的壽命和性能。具體地，在鉆頭體的一個(gè)或多個(gè)刀翼上 可以包括多層切削件群，進(jìn)一步包括以任意組合方式的一個(gè)或多個(gè)多 暴露切削件排、 一個(gè)或多個(gè)交錯(cuò)式切削件組或一個(gè)或多個(gè)直列式切削 件組，但本發(fā)明不限于此。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，多層切削件群可以包括具有不同切削件尺 寸的切削件組或切削件排，以便在輔助切削件隨主切削件運(yùn)動(dòng)時(shí)改進(jìn) (通過降低)刮刀鉆頭承受的阻力。在這個(gè)方面，較小的輔助切削件最 適合位于直徑較大的主切削件之后，以便在刮刀鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)提供平穩(wěn) 的同心運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)方面，通過將每個(gè)輔助切削件的直徑尺寸從主切 削件的切削件直徑5/8英寸(大約16毫米)減小到1/2英寸(大約13 毫米)、11毫米或3/8英寸(大約9亳米)切削件，只是舉例，但不限于此，在主切削件形成的旋轉(zhuǎn)路徑上去除地層材料時(shí)很少存在與地層 的干涉接觸。在另一個(gè)方面，通過設(shè)置具有較小切削件尺寸的輔助切 削件，與輔助切削件的非切削表面接觸的地層減少，從而改善了刮刀
鉆頭的ROP。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，輔助切削件排的切削件可以具有與主切削 件排的切削件的后傾角相比強(qiáng)力侵入性能更高或更低的后傾角。通常， 為了保持主切削件的耐久性，使用強(qiáng)力侵入性能不太大的后傾角；雖 然犧牲了切削件性能，但強(qiáng)力侵入性能不太大的后傾角使主切削件更 為耐用并且在承受異常能量或鉆桿跳動(dòng)時(shí)很少發(fā)生碎裂。通過提供本 發(fā)明實(shí)施例中的輔助切削件，可以在輔助切削件、主切削件或兩者上 使用強(qiáng)力侵入性能更強(qiáng)的后傾角。組合切削件提供改進(jìn)的耐久性，允 許后傾角有選擇地具有強(qiáng)力侵入性能，以便提高切削件的綜合性能， 在鉆進(jìn)時(shí)很少發(fā)生因振動(dòng)產(chǎn)生的磨損或碎裂。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，輔助切削件排的切削件可以具有與主切削 件排上的切削件的倒角相比強(qiáng)力侵入性能更高或更低的倒角。通常， 為了保持主切削件的耐久性，特別是在主切削件上使用強(qiáng)力侵入性能 更強(qiáng)的后傾角時(shí)，使用較長的倒角。盡管犧牲了切削件性能，但較長 倒角使主切削件更為耐用，在切削時(shí)承受異常能量的情況下不易破碎。 通過提供輔助切削件，在輔助切削件、主切削件或兩者上使用強(qiáng)力侵 入性能更強(qiáng)，即更短的倒角以提高鉆頭的切削速度。組合切削件提供 改進(jìn)的耐久性，允許倒角長度具有更高或更低的強(qiáng)力侵入性能，以便 提高切削件的綜合性能，在鉆進(jìn)時(shí)很少發(fā)生因振動(dòng)導(dǎo)致的斷裂可能。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，刮刀鉆頭可以包括耦合到刀翼的切削件凹 窩上的切削件，切削件具有與切削件旋轉(zhuǎn)路徑相關(guān)的側(cè)傾角。在一個(gè) 實(shí)例中，圖18顯示了具有兩個(gè)側(cè)傾切削件302、 303的直列式切削件 組300的頂視圖。圖18是旋轉(zhuǎn)或螺旋路徑301的線性表示，直列式切 削件組300可以沿所述路徑定位在旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭上。直列式切削件組 300包括主切削件304和兩個(gè)側(cè)傾切削件302、 303。側(cè)傾切削件303 在旋轉(zhuǎn)方向上附隨并且小于主切削件304，并且包括側(cè)傾角305。側(cè)傾切削件302還包括與圖示相反方向的側(cè)傾角。盡管在直列式切削件組 300上設(shè)置了兩個(gè)側(cè)傾切削件302、 303，但是可以想到的是，可以設(shè) 置多于圖示兩個(gè)的一個(gè)或多個(gè)側(cè)傾切削件。盡管磨損平面306、 307 在其磨損時(shí)可以在主切削件304上擴(kuò)大，通過引入側(cè)傾角305，側(cè)傾 切削件302、 303可以分別保持較陡邊緣308、 309，改善鉆頭的ROP。 同樣，當(dāng)主切削件304上的磨損平面306、 307增大時(shí)，較陡邊緣308、 309可以增大切削件302、 303施加在地層上以便使地層材料破碎并由 此去除的應(yīng)力。盡管切削件組300顯示為具有O度傾角，但是可以想 到的是，切削件302、 303、 304還可以包括為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所 知的傾角。盡管直列式切削件組300包括側(cè)傾切削件303,但是還可 以想到的是，例如但不限于，可以在輔助切削件組、多輔助切削件組、 切削件排、多輔助切削件排、交錯(cuò)式切削件排和交錯(cuò)式切削件組中使 用側(cè)傾切削件。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，切削結(jié)構(gòu)可以聯(lián)接到刮刀鉆頭的刀翼上， 在刀翼前部布置較大直徑的主切削件，其后面是位于大體上相同螺旋 路徑或者切削件旋轉(zhuǎn)軌跡的其它變化范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)多排較小直 徑切削件。在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于主切削件的較小直徑切削件可以下方 暴露至與主切削件的切削深度或磨損特性相關(guān)的不同程度，使得較小 切削件可以在特定切削深度處或者在主切削件上發(fā)生一定的磨損情況 之后與地層材料接合?？梢栽诒景l(fā)明的實(shí)施例中使用如名稱為"具有 減小的切削件暴露量的鉆頭"的美國專利號(hào)7，096，978中所述的切削深 度控制特征，該專利的內(nèi)容在此全文引入作為參考。
在圖19、20和21中，幾個(gè)根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例的刮刀鉆頭404、 405、 406的性能與傳統(tǒng)刮刀鉆頭407、 408、 409、 410進(jìn)行了比較。 具體地，圖19、 20和21均顯示了利用軟件模型預(yù)測在刮刀鉆頭404、 405、 406、 407、 408、 409、 410壽命內(nèi)的累積切削件磨損平面面積。 有利地，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的刮刀鉆頭404、 405、 406具有改進(jìn)的磨 損平面相比于ROP特性，在鉆進(jìn)速度更快的情況下延長了切削元件 或切削件的壽命，與傳統(tǒng)的刮刀鉆頭407、 408、 409、 410相比，在主切削件上磨損變少，從而改進(jìn)了綜合鉆進(jìn)性能。改進(jìn)的鉆進(jìn)性能是指
在不犧牲刮刀鉆頭耐久性的情況下更快的鉆進(jìn)。在圖19、 20和21中， 參考賦予每個(gè)刮刀鉆頭404、 405、 406、 407、 408、 409、 410的數(shù)字 來識(shí)別所描繪的結(jié)果。
刮刀鉆頭404包括三個(gè)刀翼和位于每個(gè)刀翼上的三排切削件。第 一排切削件是在旋轉(zhuǎn)方向上領(lǐng)先于兩個(gè)交錯(cuò)切削件排的主切削件排， 其中，第一交錯(cuò)式切削件排的切削件以千分之二十五(0.025 )英寸 (0.635亳米)的距離在主切削件下方露出，第二交錯(cuò)式切削件排的切 削件以千分之五十(0.050)英寸(1.27毫米)的距離在主切削件下方 露出。
刮刀鉆頭405包括三個(gè)刀翼和位于每個(gè)刀翼上的三排切削件。第 一排切削件是在旋轉(zhuǎn)方向上領(lǐng)先于兩個(gè)直列式切削件排的主切削件 排，其中，第一直列式切削件排的切削件以千分之五十(0.050)英寸 (1.27毫米)的距離在第一排切削件下方露出，第二直列式切削件排的 切削件以千分之五十(0.050)英寸(1.27毫米)的距離在下方露出。
刮刀鉆頭406包括三個(gè)刀翼和位于每個(gè)刀翼上的三排切削件。第 一排切削件是在旋轉(zhuǎn)方向上領(lǐng)先于兩個(gè)直列式切削件排的主切削件 排，其中，第一直列式切削件排的切削件以千分之二十五(0.025)英 寸(0.635毫米)的距離在第一排切削件下方露出，第二直列式切削件 排的切削件以千分之二十五(0,025)英寸(0.635毫米)的距離在第 一排切削件下方露出。
傳統(tǒng)的刮刀鉆頭407包括六個(gè)刀翼和位于每個(gè)刀翼上的單排主切 削件。傳統(tǒng)的刮刀鉆頭408包括四個(gè)刀翼，在每個(gè)刀翼上具有主切削 件排和輔助切削件排。傳統(tǒng)的刮刀鉆頭409包括五個(gè)刀翼和位于每個(gè) 刀翼上的單排主切削件。傳統(tǒng)的刮刀鉆頭410包括三個(gè)刀翼，在每個(gè) 刀翼上具有主切削件排和輔助切削件排。
圖19是在模擬鉆進(jìn)條件下，七個(gè)不同刮刀鉆頭404、 405、 406、 407、 408、 409、 410的累積金剛石磨損平面面積的圖表400。圖19 的圖表400包括豎軸和橫軸，所述豎軸表示以平方英寸(以平方亳米計(jì)，乘645.16)計(jì)的所有切削元件的總金剛石磨損平面面積，所述橫 軸表示以英尺(以米計(jì)，乘0.3048 )計(jì)的鉆進(jìn)距離。圖19顯示了鉆頭 壽命期間，磨損平面面積和磨損平面率受刮刀鉆頭404、 405、 406、 407、 408、 409、 410上的切削結(jié)構(gòu)布置方式影響的差異。例如，在鉆 進(jìn)的第一個(gè)1200英尺(366米)范圍內(nèi)，磨損平面率，即，曲線斜率 對(duì)具有多暴露量的刮刀鉆頭407、 408、 409來說以較快的速率增大， 而具有輔助切削件排的刮刀鉆頭404、 405、 406、 408保持較低的磨損 率。當(dāng)刮刀鉆頭407、 409的磨損平面率開始變平，即超過1200英尺 (366米)時(shí)，鉆進(jìn)速度在剩余的鉆頭壽命期間以顯著的速率不希望地 降低。在這個(gè)方面，在鉆進(jìn)大約1200英尺(366米)之后，對(duì)于具有 至少一個(gè)輔助切削件排的刮刀鉆頭404、 405、 406、 408、 410來說， 磨損平面率開始以較大速率增加。在鉆進(jìn)大約2100英尺(640米)處， 具有多輔助切削件排的刮刀鉆頭405的磨損平面率開始比只具有一個(gè) 輔助切削件排的刮刀鉆頭410大，這表示鉆頭410接近其可用壽命， 它的鉆進(jìn)速度顯著降低，如圖20所示。每個(gè)刮刀鉆頭404、 405、 406、 407、 408、 409、 410的磨損平面率的這些變化影響希望的ROP (如 圖20所示)，因此，特別是在更快地鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭總壽命是希望的目 標(biāo)。對(duì)比圖19和圖20，可以認(rèn)識(shí)到，為了在給定的鉆進(jìn)距離內(nèi)保持 較快的ROP，人們希望在開始時(shí)緩慢地加快和控制切削件磨損平面增 長，在鉆頭的剩余壽命期間以較大的速率增加。通過在具有較少刀翼 的刮刀鉆頭的每個(gè)刀翼上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)輔助切削件排，切削件的磨 損平面率可以提高磨損和ROP特性方面的性能。
圖20是圖19所示模擬鉆進(jìn)條件的鉆進(jìn)速度的圖表401。圖20的 圖表401包括豎軸和橫軸，所述豎軸表示以英尺/小時(shí)(以米/小時(shí)計(jì)， 乘0.3048)計(jì)的鉆進(jìn)速度(或ROP)，所述橫軸表示以平方英寸(以 平方毫米計(jì)，乘645.16)計(jì)的磨損平面面積。具有輔助切削件排的刮 刀鉆頭404、 405、 406、 408在磨損平面面積上端，即，0.7平方英寸 (452平方毫米)以上處具有改進(jìn)的ROP,而刮刀鉆頭407、 409、 410 在磨損平面面積增大時(shí)ROP加速降低。然而，盡管僅具有一個(gè)輔助切削件排的刮刀鉆頭408在切削件在其使用壽命期間磨損時(shí)保持較高 ROP，但是它低于具有附加的輔助切削件排(如圖19所示)的刮刀 鉆頭404、 405、 406的ROP。通過將刮刀鉆頭設(shè)計(jì)為在切削件的使用 壽命期間，即，當(dāng)切削件磨損時(shí)具有較高的ROP，刮刀鉆頭可以更快 地鉆進(jìn)。附加的切削件排增強(qiáng)了鉆頭耐久性，使得切削件不易受損， 進(jìn)一步提供了在鉆頭磨損時(shí)保持較高ROP所需的切削結(jié)構(gòu)。在這個(gè) 方面，附加的切削件排還提供了用于保持較高ROP的改進(jìn)的磨損平 面面積控制。
圖21是在模擬結(jié)束時(shí)，即，當(dāng)鉆進(jìn)速度低于如圖20所示的10 英尺/小時(shí)(0.305米/小時(shí))時(shí)，與用于圖19所示模擬鉆進(jìn)條件的切 削件徑向位置相關(guān)的每個(gè)切削件的磨損平面面積的圖表402。圖21的 圖表402包括豎軸和橫軸，所述豎軸表示以平方英寸(以平方毫米計(jì)， 乘645.16)計(jì)的每個(gè)切削元件的金剛石磨損平面面積，所述橫軸表示 以英寸(以毫米計(jì)，乘25.4)計(jì)的相對(duì)于刮刀鉆頭中心的切削元件的 徑向位置。圖表402表示在模擬結(jié)束時(shí)，每個(gè)刮刀鉆頭404、 405、 406、 407、 408、 409、 410的每個(gè)切削元件或切削件的磨損狀態(tài)。人們所關(guān) 心的是，用于本發(fā)明刮刀鉆頭404、 405、 406的主切削件排在與傳統(tǒng) 的刮刀鉆頭407、 408、 409、 410相比時(shí)發(fā)生更少的切削件磨損。在這 個(gè)方面，切削件的磨損提供了每個(gè)切削件承擔(dān)的工作負(fù)荷的標(biāo)志，最 終，提供了特殊刮刀鉆頭在其切削件磨損時(shí)的ROP的標(biāo)志。
圖22顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭510的前視 圖。旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭510包括三個(gè)刀翼531、 532、 533，每個(gè)刀翼包括 分別由鉆頭510的中心線C/L徑向向外延伸的前部或第一切削件排
541、 542、 543和表面或第二切削件排544、 545、 546。切削件排541、
542、 543、 544、 545、 546包括多個(gè)主切削件514，其耦合到刮刀鉆頭 510的刀翼531、 532、 533的切削件凹窩516中。切削件排541、 542、
543、 544、 545、 546允許主切削件514有選擇地定位在比通常為實(shí)現(xiàn) 理想切削件輪廓所需更少的刀翼上。在這個(gè)方面，第二切削件排544、 545、 546在單個(gè)刀翼上提供了分成至少兩個(gè)不同切削件排的主切削件514，從而與傳統(tǒng)刮刀鉆頭上所需相比減少了刀翼數(shù)量，在實(shí)現(xiàn)低密度 刀翼型刮刀鉆頭的較快ROP的同時(shí)，提高了高密度刀翼型刮刀鉆頭 的耐久性。同樣，三個(gè)刀翼531、 532、 533中的每個(gè)刀翼可以分別具 有位于圖示第二切削件排544、 545、 546以外的更多或更少的主切削 件排。
選擇性地，盡管本發(fā)明的第四實(shí)施例包括三個(gè)刀翼531 、 532 、 533, 但是刮刀鉆頭可以在刮刀鉆頭上包括一個(gè)或多個(gè)主刀翼。同樣，還可 以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)附加或輔助切削件排，其在刀翼531、 532、 533至 少之一上包括分別位于圖示第一切削件排541、 542、 543和第二切削 件排544、 545、 546以外的副切削件、輔助切削件或多輔助切削件。 在這個(gè)方面，本發(fā)明第四實(shí)施例可以包括本發(fā)明其它實(shí)施例的方面。
切削件排541、 542、 543、 544、 545、 546中的切削件514是如圖 23所示的完全暴露的主切削件，圖23顯示了本發(fā)明第四實(shí)施例的切 削件和刀翼輪廓530。刮刀鉆頭510具有51個(gè)切削件的切削件密度和 由切削件和刀翼輪廓530表示的輪廓。本發(fā)明第四實(shí)施例的切削件314 以1-51編號(hào)。盡管可以包括本發(fā)明其它實(shí)施例的方面，但是切削件 1-51不會(huì)與本發(fā)明其它實(shí)施例的帶編號(hào)的切削件發(fā)生混淆。切削件排 544、 545、 546中的切削件514定位在相鄰的旋轉(zhuǎn)路徑中并且相對(duì)于 切削件排541、 542、 543中的切削件514完全暴露，允許切削件514 在刮刀鉆頭上的某些徑向位置處提供金剛石容積，以便在控制切削件 磨損的同時(shí)使地層材料去除最優(yōu)化。在這個(gè)方面，切削件1-51提供通 常存在于六刀翼型刮刀鉆頭上的切削件輪廓，然而，切削件1-51由于 它們布置在具有較少數(shù)量的刀翼的刮刀鉆頭上，因此能夠以更快的速 率去除更多的地層材料。
每個(gè)切削件514從與刮刀鉆頭510中每個(gè)切削件移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)路徑 相關(guān)的法線方向向后傾斜(即，具有后傾角)大約15度到大約30度， 如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知?？梢韵氲降氖?，對(duì)于特殊應(yīng)用來說，每 個(gè)切削件514可以具有與圖示后傾角不同的強(qiáng)力侵入性更大或更小的 后傾角。在另一個(gè)方面，還可以想到的是，用于大體上聯(lián)接到每個(gè)刀翼表面535上的第二切削件排544、 545、 546中的切削件514的后傾 角可以具有與第一切削件排541、 542、 543的切削件514不同的強(qiáng)力 侵入性更大或更小的后傾角，所述第一切削件排的切削件大體上聯(lián)接 成朝向前表面534并且在地層鉆進(jìn)期間經(jīng)受更多的異常能量。
在每個(gè)切削件514的切削邊緣513上包括倒角515。每個(gè)切削件 的倒角515可以在用于強(qiáng)力侵入性更強(qiáng)的切削結(jié)構(gòu)的非常淺、幾乎覺 察不到的表面和千分之十(0.010)英寸(0.254亳米)或千分之十六 (0.016)英寸(0.406毫米)的深度，乃至用于強(qiáng)力侵入性較小的切削 結(jié)構(gòu)的更深深度之間變化，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知?？梢韵氲降?是，每個(gè)倒角515可以具有用于每個(gè)切削件514的特殊徑向位置，即 刮刀鉆頭510的錐形區(qū)域560、頂冠區(qū)域562、側(cè)部區(qū)域563、肩部區(qū) 域564或保徑區(qū)域565上的切削件位置的強(qiáng)力侵入性更大或更小的寬 度。在另一個(gè)方面，還可以想到的是，用于大體上聯(lián)接到每個(gè)刀翼表 面535上的第二切削件排544、 545、 546中的每個(gè)切削件514的倒角 515可以具有相對(duì)于第一切削件排541、 542、 543的每個(gè)切削件514 的強(qiáng)力侵入性更大或更小的倒角寬度，所述第 一切削件排的每個(gè)切削 件大體上聯(lián)接成朝向前表面534并且在地層鉆進(jìn)期間經(jīng)受更多的異常 能量。
利用刮刀鉆頭510在鉆進(jìn)地層時(shí)獲得更快的鉆進(jìn)速率或ROP。傳 統(tǒng)刮刀鉆頭在刀翼數(shù)減少和ROP增大時(shí)在切削件上經(jīng)受更多的磨損。 通過給刮刀鉆頭510設(shè)置刀翼數(shù)量與傳統(tǒng)多刀翼型鉆頭(例如，六個(gè) 刀翼)相比減少到圖示三個(gè)刀翼531、 532、 533，切削件磨損和ROP 的性能提高。較少刀翼數(shù)目允許每個(gè)刀翼531、 532、 533的刀翼表面 535加寬，提供了在每個(gè)刀翼上增加切削件密度或容量，即，在三刀 翼鉆頭上實(shí)現(xiàn)六刀翼刮刀鉆頭的等效切削件密度的空間。通過增大位 于每個(gè)刀翼531、 532、 533上，特別是在每個(gè)切削件上的工作負(fù)荷更 為明顯的某些徑向位置上的主切削件514的切削件密度或容量，切削 件514在更快的ROP下，以更緩慢的速率磨損。同樣，通過設(shè)置數(shù) 量減少的刀翼531、 532、 533，可以給每個(gè)刀翼設(shè)置用于提供增加的流體流量的更多噴嘴，從而處理由被鉆地層材料產(chǎn)生的更多切屑。通
過增大從噴嘴到刀翼的液壓馬力以清洗切削件514 ， ROP進(jìn)一 步增大。 此外，通過給刮刀鉆頭510提供較少數(shù)量的刀翼和多排主切削件，水 力清洗刮刀鉆頭510得到增強(qiáng)以提供增大的ROP，同時(shí)獲得傳統(tǒng)較重 刀翼式刮刀鉆頭的耐久性，而不會(huì)最終降低ROP。
在本發(fā)明第四實(shí)施例的一個(gè)方面，X刀翼型刮刀鉆頭的切削結(jié)構(gòu) 放在Y刀翼型刮刀鉆頭上，其中，Y小于X，切削結(jié)構(gòu)的切削件514 均在相鄰或部分重疊的旋轉(zhuǎn)或螺旋路徑上聯(lián)接到Y(jié)刀翼型刮刀鉆頭 上。通過在Y刀翼型刮刀鉆頭上設(shè)置X刀翼型刮刀鉆頭的切削結(jié)構(gòu)， 在Y刀翼型刮刀鉆頭上實(shí)現(xiàn)X刀翼型刮刀鉆頭的耐久性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)Y 刀翼型刮刀鉆頭的較高鉆進(jìn)速度或效率。
圖24顯示了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭610的前視 圖。旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭610包括六個(gè)刀翼631、 631'、 632、 632'、 633、 633'， 每個(gè)刀翼包括從鉆頭610的中心線C/L伸出的主切削件排或第一切削 件排641和輔助切削件排或第二切削件排651。切削件排641、 651包 括耦合到刀翼631、 631，、 632、 632'、 633、 633'的切削件凹窩616上 的切削件614?？梢韵氲降氖牵總€(gè)刀翼631、 631'、 632、 632'、 633、 633'可以具有比圖示兩個(gè)更多或更少的切削件排641、 651。另外，每 個(gè)切削件排641、 651可以在每個(gè)刀翼631、 631'、 632、 632'、 633、 633'具有比圖示更少或更多數(shù)量的切削件614。在本實(shí)施例中，刀翼 631、 632、 633是主刀翼，刀翼631，、 632'、 633，是副刀翼。副刀翼 631'、 632'、 633'提供用于特別是在頂冠或肩部區(qū)域662 (參見圖25) 上增添附加切削件614的支持，在所述頂冠或肩部區(qū)域662處，切削 件614上發(fā)生沖擊破壞的工作要求或可能性較大。當(dāng)切削件614受損 或磨損時(shí)，第二切削件排651的切削件614給第一切削件排641的相 應(yīng)切削件614提供輔助支持，并且還可以有選擇地布置為以第一切削 件排641的切削件614的不同磨損狀態(tài)均分工作。
為了提高刮刀鉆頭610的壽命，第二切削件排651的每個(gè)切削件 614可以相對(duì)于第一切削件排641的每個(gè)相應(yīng)切削件614以例如但不限于直列、偏移、下方暴露或交錯(cuò)或者其組合的方式定位。在這個(gè)方
面，第二切削件排651的切削件614可以通過去除地層材料輔助和支 持第一切削件排641的切削件614，并且在第一切削件排641的主切 削件614失效時(shí)仍能提供輔助支持。
在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，第二切削件排651在每個(gè)刀翼631、 631'、 632、 632'、 633、 633'上包括具有可變下方暴露量的切削件614。 通過設(shè)置具有可變下方暴露量的切削件614，每個(gè)切削件614可以在 第一切削件排641的主切削件614的不同磨損狀態(tài)下接合地層材料， 同時(shí)提供輔助支持?，F(xiàn)在將討論刀翼631、 631，、 632、 632'、 633、 633' 的第二切削件排651。
圖25顯示了用于本發(fā)明第二實(shí)施例的切削件和刀翼輪廓630。刮 刀鉆頭610具有51個(gè)切削件的切削件密度和由切削件和刀翼輪廓630 表示的輪廓。本發(fā)明第五實(shí)施例的切削件614以1-51編號(hào)。盡管可以 包括本發(fā)明其它實(shí)施例的方面，但是切削件1-51不會(huì)與本發(fā)明其它實(shí) 施例的帶編號(hào)的切削件發(fā)生混淆。圖26-31分別顯示了用于每個(gè)刀翼 631、 631，、 632、 632'、 633、 633'的特定切削件輪廓。
包括第二切削件排651和第一切削件排641在內(nèi)的刀翼631包括 在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于完全暴露的主切削件17而在其下方以千分之五 十(0.050 )英寸(1.27亳米)的距離可變暴露的第二切削件18，和在 旋轉(zhuǎn)方向上附隨于完全暴露的第一切削件29在其下方以千分之十五 (0.015)英寸(0.381毫米)的距離可變暴露的第二切削件30。盡管第 二切削件排651中的第二切削件18、 30具有千分之五十(0.050)英 寸(1.27毫米)和千分之十五(0.015)英寸(0.381毫米)的可變下 方暴露量，它們可以具有更大或更小的下方暴露量，并且還可以具有 相同的下方暴露量。切削件17和18形成在下方可變暴露的切削件組 680。同樣地，切削件29和30也形成在下方可變暴露的切削件組681。 第二切削件18和30形成在下方可變暴露的切削件排691。
包括第二切削件排651和第一切削件排641在內(nèi)的刀翼631，包括 在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于完全暴露的主切削件15而在其下方以千分之五十(0.050 )英寸(1.27毫米)可變暴露的第二切削件16，和在旋轉(zhuǎn)方 向上附隨于完全暴露的第一切削件27而在其下方以千分之十五 (0.015)英寸(0.381毫米)可變暴露的另一交錯(cuò)切削件28。盡管第二 切削件排651中的第二切削件16、 28分別具有千分之五十(0.050) 英寸(1.27亳米)和千分之十五(0.015)英寸(0.381亳米)的可變 下方暴露量，它們可以具有更大或更小的下方暴露量，并且還可以具 有相同的下方暴露量。切削件15和16形成在下方可變暴露的切削件 組682。同樣地，切削件27和28還形成在下方可變暴露的切削件組 683。第二切削件16和28形成在下方可變暴露的切削件排692。
包括第二切削件排651和第一切削件排641在內(nèi)的刀翼632包括 分別在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于完全暴露的主切削件13、 25和37且在其下 方以千分之五十(0.050)英寸(1.27亳米)、千分之二十五(0.025) 英寸(0.635毫米)和千分之十五(0.015 )英寸(0.381毫米)可變暴 露的第二切削件14、 26和38。盡管第二切削件排651中的第二切削 件14、 26、 38分別具有千分之五十(0.050)英寸(1.27毫米)、千分 之二十五(0.025 )英寸(0.635毫米)和千分之十五(0.015 )英寸(0.381 毫米)的可變下方暴露量，它們可以具有更大或更小的下方暴露量， 并且還可以具有相同的下方暴露量。切削件13和14、 25和26、以及 37和38形成三個(gè)在下方可變暴露的切削件組684、 685、 686。第二切 削件14、 26、 38形成在下方可變暴露的切削件排693。
刀翼632'的第二切削件排651包括分別在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于完全 暴露的主切削件ll、 23和35而在其下方以千分之五十(0.050)英寸 (1.27毫米)、千分之十五(0.015)英寸(0.381亳米)和千分之二十 五(0.025)英寸(0.635毫米)可變暴露的第二切削件12、 24和36， 第二切削件12、 24、 36形成在下方可變暴露的切削件排694。同樣， 刀翼633的第二切削件排651包括分別在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于完全暴露 的主切削件9、 21和33而在其下方以千分之五十(0.050)英寸(1.27 毫米)、千分之二十五(0.025 )英寸(0.635毫米)和千分之五十(0.050 ) 英寸(1.27毫米)可變暴露的第二切削件10、 22和34,第二切削件10、 22、 34形成在下方可變暴露的切削件排695。另外，刀翼633'的 第二切削件排651包括分別在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于完全暴露的主切削件 19和31而在其下方以千分之二十五(0.025)英寸(0.635毫米)和千 分之十五(0.015)英寸(0.381毫米)可變暴露的第二切削件20、 32， 第二切削件20、 32形成在下方可變暴露的切削件排696。盡管在刮刀 鉆頭610的刀翼631、 631'、 632、 632，、 633、 633'的可變下方暴露的 切削件排691-696中布置第二切削件614的不同方案，但是可以想到 的是，可以設(shè)置具有為排641中所示主切削件的不同磨損階段設(shè)定的 用于與地層材料接合的更多或更少下方暴露量的一個(gè)或多個(gè)第二切削 件。在這個(gè)方面，第二切削件IO、 12、 14、 16和18可以在其相應(yīng)的 主切削件614發(fā)生大量磨損或損壞時(shí)與地層材料接合，而第二切削件 24、 28、 30和32可以在相應(yīng)的主切削件614開始磨損時(shí)(不管是否 造成損壞)與地層材料接合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多個(gè)副切削元件可以在從刮刀鉆頭610的 中心線C/L向外徑向延伸的一個(gè)或多個(gè)輔助切削件排中可變地在下方 暴露，以便作為多個(gè)主切削元件磨損的結(jié)果，使所述副切削元件與地 層材料分級(jí)接合。同樣，副切削元件可以在一個(gè)或多個(gè)輔助切削件排 中可變地在下方暴露，從而在主切削件失效的情況下給主切削件提供 輔助保護(hù)。
在圖32、 33和34中，參考賦予每個(gè)刮刀鉆頭608和610的數(shù)字 識(shí)別所描繪的結(jié)果。圖32是在用于傳統(tǒng)刮刀鉆頭608和刮刀鉆頭610 的模擬鉆進(jìn)條件期間，累積金剛石磨損平面面積的圖表600。傳統(tǒng)的 刮刀鉆頭608包括六個(gè)刀翼，其在每個(gè)刀翼上具有主切削件排和輔助 切削件排，其中，輔助切削件排的下方暴露量保持不變。圖25顯示和 在上文描述了刮刀鉆頭610。圖32的圖表600包括豎軸和橫軸，所述 豎軸表示以平方英寸(以平方毫米計(jì)，乘645.16)計(jì)的所有切削元件 的總金剛石磨損平面面積，所述橫軸表示以英尺(以米計(jì)，乘0.3048) 計(jì)的鉆進(jìn)距離。圖32顯示了在鉆頭壽命期間，磨損平面面積和磨損平 面率(斜率)受刮刀鉆頭608、 610上的切削結(jié)構(gòu)布置方式影響的差異。例如，在鉆進(jìn)的第一階段或1200英尺(366米)范圍內(nèi)，用于鉆頭608、 610的磨損平面率，即，曲線斜率相似。當(dāng)鉆頭608、 610繼續(xù)鉆進(jìn)超 過1200英尺(366米)時(shí)，普通鉆頭608的切削件以增大的速率磨損， 而新穎鉆頭610的切削件以更為緩慢的速率磨損，因?yàn)檩o助切削件的 可變下方暴露量開始與地層材料接合以有助于使所有切削件上的負(fù)荷 和磨損最優(yōu)化。刮刀鉆頭610的可變下方暴露的輔助切削件與相當(dāng)?shù)?普通鉆頭608相比可以鉆進(jìn)更遠(yuǎn)的距離。通過在刮刀鉆頭的一個(gè)或多 個(gè)刀翼上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)可變下方暴露的切削件排，切削件的磨損平 面率可以提高總磨損和鉆進(jìn)深度方面的性能。
圖33是圖32所示;f莫擬鉆進(jìn)條件的功率(work rate )的圖表601。 圖33的圖表601包括豎軸和橫軸，所述豎軸表示以瓦特計(jì)的用于每個(gè) 切削元件的工作負(fù)荷，所述橫軸表示以英寸(以亳米計(jì)，乘25.4)計(jì) 的相對(duì)于刮刀鉆頭中心的切削元件的徑向位置。圖表601顯示了在鉆 進(jìn)地層材料結(jié)束時(shí)，每個(gè)切削元件上的工作負(fù)荷。有利地，因?yàn)楣蔚?鉆頭610的切削件包括可變下方暴露的第二切削件，當(dāng)主切削件磨損 或損壞時(shí)，只有特定的第二切削件與地層接合。因此，刮刀鉆頭610 的第二切削件只在主切削件損壞或在主切削件上發(fā)生階段磨損時(shí)做 功。然而，普通鉆頭608的所有輔助切削件不希望地做功，而不管其 主切削件上的磨損量如何，從而導(dǎo)致不良性能。通過給每個(gè)輔助切削 件提供可變的下方暴露量，主切削件上的磨損可以優(yōu)化以提高每個(gè)切 削件做的功，同時(shí)延長鉆頭的可用壽命。
圖34是與用于圖32所示模擬鉆進(jìn)條件的切削件徑向位置相關(guān)的 每個(gè)切削件的磨損率的圖表602。圖34的圖表602包括豎軸和橫軸， 所述豎軸表示以平方英寸/分鐘(以平方毫米/分鐘計(jì)，乘25.4)計(jì)的 每個(gè)切削元件的金剛石磨損率，所述橫軸表示以英寸(以毫米計(jì)，乘 25.4)計(jì)的相對(duì)于刮刀鉆頭中心的切削元件的徑向位置。圖表602表 示在模擬結(jié)束時(shí)，用于每個(gè)刮刀鉆頭608、 610的每個(gè)切削元件或切削 件的磨損率。人們關(guān)心的是，具有設(shè)計(jì)或階梯數(shù)量的切削件磨損率的 可變下方暴露切削件減少了主切削件上的磨損，同時(shí)延長或優(yōu)化了刮刀鉆頭610的壽命，并且在主切削件失效時(shí)仍然提供輔助切削件保護(hù)。 然而，不管主切削件的磨損狀態(tài)如何，不必暴露給地層的普通鉆頭608 的所有輔助切削件與刮刀鉆頭610的切削件相比以增大的速率磨損。 通過設(shè)置可變下方暴露的切削件，刮刀鉆頭610的磨損率(圖32中的 曲線斜率)以更為緩慢的速率增大，從而延長所有切削件的壽命，從 而實(shí)現(xiàn)更深的鉆進(jìn)深度。此外，圖表602顯示了可以在設(shè)置輔助切削 件的同時(shí)延長鉆頭610的壽命，所述輔助切削件在主切削件失效或者 當(dāng)在選定主切削件614上實(shí)現(xiàn)特殊磨損狀態(tài)時(shí)與地層材料接合。
圖35顯示了旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭710的局部頂視圖，顯示出切削件側(cè)傾 角(側(cè)傾角)、切削件位置(側(cè)面-側(cè)面)以及切削件尺寸(尺寸)的 概念。"側(cè)傾角"如上所述。"側(cè)面-側(cè)面"是同一切削件排中的切削件 之間的距離。"尺寸"是切削件尺寸，通常以切削件表面長度或直徑表 示。圖36顯示了圖35所示旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭710的局部側(cè)視圖，顯示了 此處所述后傾角、暴露量、倒角和間距的概念。
在上述實(shí)施例中，已經(jīng)研究了用于放置在旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭上的選定 切削件結(jié)構(gòu)。選定切削件結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化，從而具有以優(yōu)化切削深度和 巖石去除策略為基礎(chǔ)的布局。這種策略能夠使切削結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在選定 的主切削件和輔助切削件之間具有最佳負(fù)荷分配和振動(dòng)緩沖。通常， 輔助切削件以相等的下方暴露量在刮刀鉆頭上定位在領(lǐng)先于該輔助切 削件的主切削件后面設(shè)定距離處。通過實(shí)施巖石去除策略，主切削件 和副切削件的位置可以優(yōu)化以有效地平衡刮刀鉆頭的負(fù)荷和巖石去 除，從而提高性能和延長壽命?；旧?，刮刀鉆頭的刀翼上的切削件 排中的每個(gè)切削件的位置得以優(yōu)化，從而提供與其它切削件相關(guān)的最 佳側(cè)傾角、切削件位置、切削件尺寸、后傾角、暴露量、倒角或間距， 以便使刮刀鉆頭更快地鉆進(jìn)。
包括如上所述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的選定切削件結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)刮刀 鉆頭概括如下
旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所述端面縱向和 徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；包括至少一個(gè)主切削件的主切削件排，所述主切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且該切削 表面定位成在所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于切削路徑，并且
構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合；和包括第 一在后切削 件排和第二在后切削件排的多輔助切削件群，每個(gè)在后切削件排包括
至少一個(gè)切削件，所述切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削 表面，所述第一和第二在后切削件排的每個(gè)切削件定位成在所述鉆頭 體圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著所述切削路徑大體上附隨于所述至少一個(gè)主 切削件，并且每個(gè)切削件構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層有 選擇地接合。
另一個(gè)旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所述端面 縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；包括至少一個(gè)主切削件的主切 削件排，所述主切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面， 且定位成在所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于切削路徑，并且構(gòu) 造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合；和包括至少 一個(gè)多切削 件組的多輔助切削件群，所述多切削件組包括第一切削件和第二切削 件，所述第一切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，所 述第二切削件在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述第一切削件并且包括從所述刀 翼至少部分地伸出的切削表面，所述多切削件組定位成沿所述切削路 徑大體上附隨于所述至少 一個(gè)主切削件，所述第 一切削件和第二切削 件構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層有選擇地接合。
另外，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所述端面 縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；包括至少一個(gè)主切削件的主切 削件排，所述主切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面， 且定位成在所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于切削路徑，并且構(gòu) 造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合；包括至少一個(gè)第 一切削 件的第一在后切削件排，所述第一切削件包括從所述刀翼至少部分地 伸出的切削表面，且定位成沿著所述切削路徑大體上附隨于所述至少 一個(gè)主切削件，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層有條件 地接合；和包括至少一個(gè)第二切削件的第二在后切削件排，所述第二切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成沿著所 述切削路徑大體上附隨于所述至少 一個(gè)第 一切削件，并且構(gòu)造為在沿 著所述切削路徑旋轉(zhuǎn)時(shí)與地層有條件地接合。
另一個(gè)旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所述端面
縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；和至少一個(gè)直列式切削件組，
其包括主切削件、第一輔助切削件和在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述第一輔 助切削件的第二輔助切削件，每個(gè)切削件包括從所述刀翼至少部分地 伸出的切削表面，所述主切削件包括在所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn) 時(shí)的切削路徑，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑旋轉(zhuǎn)時(shí)與地層接合， 所述第一輔助切削件和第二輔助切削件定位成沿著所述切削路徑大體 上以直列關(guān)系附隨于所述主切削件，所述第一輔助切削件和第二輔助 切削件構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層有條件地接合。
另一個(gè)旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所述端面 縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；和至少一個(gè)交錯(cuò)式切削件組， 其包括主切削件和在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述主切削件的第一輔助切削 件，每個(gè)切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，所述主 切削件定位成在所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于主切削路徑并 且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合，所述第 一輔助切削 件定位成與所述主切削件徑向偏離以在所述鉆頭體圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí) 沿著切削路徑大體上旋轉(zhuǎn)跟隨，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng) 時(shí)與地層有條件地接合。
更進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所 述端面縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；在所述刀翼上從所述軸 線徑向向外延伸并包括多個(gè)第 一切削件的第 一切削件排，每個(gè)第 一切 削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成在所述鉆 頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于切削路徑，并且構(gòu)造為在沿著所述切 削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合；包括相對(duì)于所述第 一切削件排的第 一切削 件在下方暴露的多個(gè)第二切削件的第二切削件排，每個(gè)第二切削件包 括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成沿著切削路徑大體上附隨于所述第 一切削件之一 ，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)
動(dòng)時(shí)與地層有條件地接合；和包括多個(gè)第三切削件的第三切削件排， 每個(gè)第三切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位 成沿著切削路徑大體上附隨于所述第一切削件之一，并且構(gòu)造為在沿 著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層有條件地接合。
仍然進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從 所述端面縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；在所述刀翼上從所述 軸線徑向向外延伸并包括至少 一個(gè)第 一主切削件的第 一切削件排，第 一主切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成在 所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于第一切削路徑，并且構(gòu)造為在 沿著所述第一切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合；和在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所
述第一切削件排、在所述刀翼上從所述軸線徑向向外延伸并且包括至 少 一個(gè)第二主切削件的第二切削件排，所述第二主切削件包括從所述
的第二切:路徑，并且構(gòu)造為在沿著所述第^切削^徑運(yùn)動(dòng)^與地層 接合，所述第二切削路徑與所述第 一切削路徑至少部分地旋轉(zhuǎn)區(qū)分。
以及，旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所述端面 縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；在所述刀翼上從所述軸線徑向 向外延伸并包括多個(gè)主切削件的主切削件排，每個(gè)主切削件包括從所 述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成在所述鉆頭體圍繞所述 軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于切削路徑，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí) 與地層接合；和包括多個(gè)第二切削件的第二切削件排，每個(gè)第二切削 件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成沿著切削路 徑大體上附隨于所述第 一切削件之一并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑
運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層有條件地接合，所述第二切削件中的至少一個(gè)相對(duì)于所 述多個(gè)第二切削件的另一個(gè)在下方可變暴露。
在上述實(shí)施例中，已經(jīng)研究了選擇用于放置在旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭上的 輔助切削件。特別地，像主切削件或副切削件一樣，選擇放置在旋轉(zhuǎn) 刮刀鉆頭的同一刀翼上的輔助切削件。可以認(rèn)識(shí)到，輔助切削件可以(有選擇地)放置在與主切削件或副切削件不同的刀翼上。在這個(gè)方面， 主切削件或副切削件可以放置在一個(gè)刀翼上，輔助切削件可以放置在 另一個(gè)刀翼上。
盡管已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但許多變形和可選 實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見。因此，本發(fā)明只受到所附 權(quán)利要求及其法律等效表述的限制。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，包括具有端面和軸線的鉆頭體；從所述端面縱向和徑向向外延伸的至少一個(gè)刀翼；至少一個(gè)主切削件，所述主切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成在所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于切削路徑，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合；和至少一個(gè)切削件，所述切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面并且根據(jù)所述至少一個(gè)主切削件有選擇地構(gòu)造。
2. 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括主切削件排和多輔 助切削件群，所述主切削件排包括至少一個(gè)主切削件，所述多輔助切 削件群包括第 一在后切削件排和第二在后切削件排，每個(gè)在后切削件 排包括至少一個(gè)切削件，所述第一和笫二在后切削件排的每個(gè)切削件 定位成在所述鉆頭體圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著所述切削路徑大體上附隨 于所述至少一個(gè)主切削件，并且每個(gè)切削件構(gòu)造為在沿著所述切削路 徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有選擇地接合。
3. 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括主切削件排和多輔 助切削件群，所述主切削件排包括至少一個(gè)主切削件，所述多輔助切 削件群包括至少一個(gè)多切削件組，所述多切削件組包括所述至少一個(gè) 切削件的第一切削件和所述至少一個(gè)切削件的在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所 述第 一切削件的第二切削件，所述多切削件組定位成沿著所述切削路 徑大體上附隨于主切削件，并且所述第一切削件和第二切削件構(gòu)造為 在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有條件地接合。
4. 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括主切削件排、第一 在后切削件排和第二在后切削件排，所述主切削件排包括至少 一個(gè)主 切削件，所述第 一在后切削件排包括所述至少 一個(gè)切削件的至少 一個(gè) 第 一切削件，所述第 一切削件定位成沿著所述切削路徑大體上附隨于 所述至少一個(gè)主切削件，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有條件地接合，所述第二在后切削件排包括所述至少 一個(gè)切削 件的至少一個(gè)第二切削件，從而沿所述切削路徑大體上附隨于所述至 少 一個(gè)第 一切削件，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有條件地接合。
5. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括至少一個(gè)直列式切 削件組、第一輔助切削件和笫二輔助切削件，所述直列式切削件組包 括主切削件，所述第一輔助切削件包括至少一個(gè)切削件之一，所述第 二輔助切削件包括在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述第一輔助切削件的所述至 少一個(gè)切削件中的另一個(gè)，所述第一輔助切削件和第二輔助切削件定 位成沿著所述切削路徑大體上以直列關(guān)系附隨于主切削件，并且所述 第一輔助切削件和第二輔助切削件構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí) 與所述地層有條件地接合。
6. 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括至少一個(gè)交錯(cuò)式切 削件組和第一輔助切削件，所述交錯(cuò)式切削件組包括主切削件，所述 第 一輔助切削件包括在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所迷主切削件的所述至少一 個(gè)切削件，所述第 一輔助切削件定位成徑向偏離所述主切削件以便在 所述鉆頭體圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著所述切削路徑大體上在旋轉(zhuǎn)方向上 附隨，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有條件地接 合。
7. 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括第一切削件排、第 二切削件排和第三切削件排，所述第一切削件排在所述刀翼上從所述 軸線徑向向外延伸并且包括多個(gè)第 一切削件，所述第 一切削件包括至 少一個(gè)主切削件，所述第二切削件排包括多個(gè)第二切削件，所述第二 切削件包括相對(duì)于所述第 一切削件排的第 一切削件在下方暴露的所述 至少一個(gè)切削件，且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有 條件地接合，所述第三切削件排包括多個(gè)第三切削件，每個(gè)第三切削 件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成沿著切削路 徑大體上附隨于所述多個(gè)第一切削件之一，并且構(gòu)造為在沿著所述切 削路徑與所述地層有條件地接合。
8. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括第一切削件排和第 二切削件排，所述第一切削件排在所述刀翼上從所述軸線徑向向外伸 出并且包括至少一個(gè)第一主切削件，所述第一主切削件包括所述至少 一個(gè)主切削件，所述第二切削件排在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述第 一切削 件排，在所述刀翼上從所述軸線徑向向外延伸并且包括至少一個(gè)第二 主切削件，所述第二主切削件包括所述至少一個(gè)切削件并且構(gòu)造為在 沿著所述第二切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合，所述第二切削路徑與所述 第一切削路徑至少部分地旋轉(zhuǎn)區(qū)分。
9. 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括主切削件排和第二 切削件排，所述主切削件排在所述刀翼上從所述軸線徑向向外延伸并 且包括多個(gè)主切削件，每個(gè)主切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出 的切削表面，且定位成在所述鉆頭體圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)橫向于切削 路徑，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與地層接合，所述第二 切削件排包括多個(gè)第二切削件，所述多個(gè)第二切削件中的至少一個(gè)包 括所述至少一個(gè)切削件，每個(gè)第二切削件包括從所述刀翼至少部分地 伸出的切削表面，且定位成沿著切削路徑大體上附隨于所述第 一切削 件之一，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)有條件地與所述地層 接合，所述第二切削件中的至少一個(gè)相對(duì)于所述多個(gè)第二切削件中的 另一個(gè)可變地在下方暴露。
10. 如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所 述刀翼是主刀翼，所述主刀翼包括刀翼表面和前表面，所述主切削件 排大體上朝向所述前表面定位并且從所述軸線徑向向外延伸，所述至 少一個(gè)主切削件聯(lián)接到靠近所述前表面的刀翼表面上。
11. 如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所 述刀翼從所述軸線徑向向外延伸。
12. 如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所 述至少 一個(gè)主切削件和所述至少一個(gè)切削件是PDC切削件。
13. 如權(quán)利要求l-4和6中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中， 所述至少 一個(gè)切削件是輔助切削件。
14. 如權(quán)利要求13所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述輔助切削件 小于所述至少一個(gè)主切削件。
15. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一和第二 在后切削件排是輔助切削件排，每個(gè)輔助切削件排包括至少一個(gè)切削 件，其中，所述至少一個(gè)切削件是輔助切削件。
16. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，任一在后切削件 排的所述至少一個(gè)切削件在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述切削路徑內(nèi)的所述 至少一個(gè)主切削件。
17. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，兩個(gè)在后切削件 排的至少一個(gè)切削件在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述切削路徑內(nèi)的至少一個(gè) 主切削件。
18. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，任一在后切削件 排的至少 一個(gè)切削件在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于與所述切削路徑成直列關(guān)系 的至少一個(gè)主切削件。
19. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一在后切 削件排的至少 一個(gè)切削件相對(duì)于所述主切削件排的至少 一個(gè)切削件在 下方暴露。
20. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一在后切 削件排的至少 一個(gè)切削件和所述第二在后切削件排的至少 一個(gè)切削件 相對(duì)于所述主切削件排的至少 一個(gè)切削件在下方暴露。
21. 如權(quán)利要求20所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一在后切 削件排的至少一個(gè)切削件相對(duì)于所述第二在后切削件排的至少一個(gè)切 削件在下方暴露至較小程度。
22. 如權(quán)利要求20所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一在后切 削件排的至少一個(gè)切削件相對(duì)于所述第二在后切削件排的至少一個(gè)切 削件在下方暴露至較大程度。
23. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一在后切 削件排是輔助切削件排，所述第二在后切削件排是多輔助切削件排， 所述輔助切削件排的切削件是第 一輔助切削件到所述至少 一個(gè)主切削件，所述多輔助切削件排的切削件是第二輔助切削件到所述第 一輔助 切削件。
24. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述多輔助切削 件群還包括一個(gè)或多個(gè)附加在后切削件排，每個(gè)附加在后切削件排包 括至少一個(gè)切削件，所述至少一個(gè)切削件包括從所述刀翼至少部分地 伸出的切削表面，且定位成沿著所述切削路徑大體上附隨于所述至少 一個(gè)主切削件，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有 選擇地接合。
25. 如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述至少一個(gè)多 切削件組包括在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述切削路徑內(nèi)的所述至少 一個(gè)主少一個(gè)主切削件的至;、一個(gè)切削;，并且相對(duì)于所述主切削件排的至少一個(gè)切削件在下方暴露。
26. 如權(quán)利要求25所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一切削件 相對(duì)于所述第二切削件在下方暴露到較小程度或者相對(duì)于所迷第二切 削件在下方暴露到較大程度。
27. 如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述多切削件組 還包括一個(gè)或多個(gè)附加切削件，每個(gè)附加切削件包括從所述刀翼至少 部分地伸出的切削表面，且定位成沿著所述切削路徑大體上附隨于所 述第二切削件，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有 選擇地接合。
28. 如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一在后切 削件排的至少 一個(gè)第 一切削件包括至少 一個(gè)切削件，該至少 一個(gè)切削 件在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于所述切削路徑內(nèi)的至少一個(gè)主切削件、在旋轉(zhuǎn) 方向上附隨于所述切削路徑內(nèi)的至少一個(gè)第一切削件、連同所述至少 一個(gè)第二切削件在旋轉(zhuǎn)方向上附隨于與所述切削路徑成直列關(guān)系的至 少一個(gè)主切削件、相對(duì)于所述主切削件排的至少一個(gè)切削件在下方暴 露、以及連同所述第二在后切削件排的至少一個(gè)第二切削件一起相對(duì) 于所述主切削件排的至少一個(gè)切削件在下方暴露。
29. 如權(quán)利要求28所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一在后切 削件排的至少 一個(gè)第 一切削件相對(duì)于所述第二在后切削件排的至少一 個(gè)第二切削件在下方暴露至較小程度，或者相對(duì)于所述第二在后切削 件排的至少一個(gè)第二切削件在下方暴露至較大程度。
30. 如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括一個(gè)或多個(gè)附加 在后切削件排，每個(gè)附加在后切削件排包括至少一個(gè)附加切削件，所 述至少 一個(gè)附加切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面， 且定位成沿著所述切削路徑大體上附隨于所述至少 一個(gè)主切削件，并 且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有選擇地接合。
31. 如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一輔助切 削件和第二輔助切削件中的至少一個(gè)相對(duì)于所述主切削件在下方暴露，所述第一輔助切削件相對(duì)于所述第二輔助切削件在下方暴露至較 小程度，所述第一輔助切削件相對(duì)于所述第二輔助切削件在下方暴露 至較大程度，并且所述至少一個(gè)直列式切削件組還包括一個(gè)或多個(gè)附 加的輔助切削件，每個(gè)附加的輔助切削件包括從所述刀翼至少部分地 伸出的切削表面，且定位成沿著所述切削路徑大體上附隨于所述主切 削件并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有選擇地接 合，所述至少一個(gè)附加的輔助切削件沿著所述切削路徑徑向偏離所述 主切削件。
32. 如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第一輔助切 削件中的至少一個(gè)相對(duì)于所述主切削件在下方暴露，并且所述至少一 個(gè)交錯(cuò)式切削件組還包括一個(gè)或多個(gè)附加的輔助切削件，每個(gè)附加的 輔助切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成沿 著所述切削路徑大體上附隨于所述主切削件并且構(gòu)造為在沿著所述切 削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有選擇地接合。
33. 如權(quán)利要求32所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述至少一個(gè)附 加的輔助切削件中的至少 一個(gè)是第二輔助切削件，所述第二輔助切削 件定位成徑向偏離所述主切削件以便沿著所述切削路徑在旋轉(zhuǎn)方向上 附隨于所述主切削件，所述第一輔助切削件相對(duì)于所述第二輔助切削件在下方暴露至較小程度，所述第一輔助切削件相對(duì)于所述第二輔助 切削件在下方暴露至較大程度。
34. 如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第三切削件 排的第三切削件中的至少一個(gè)相對(duì)于所述第一切削件排的第一切削件 在下方暴露，所述第二切削件排的第二切削件相對(duì)于所述第三切削件 排的第三切削件在下方暴露至較小程度，所述第二切削件排的第二切削件相對(duì)于所述第三切削件排的第三切削件在下方暴露至較大程度。
35. 如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括一個(gè)或多個(gè)附加 切削件排，每個(gè)附加切削件排包括至少一個(gè)附加切削件并且相對(duì)于所 述第一切削件排的第一切削件之一在下方暴露，所述至少一個(gè)附加切 削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成沿著切削 路徑大體上附隨于所述第一切削件之一，并且構(gòu)造為在沿著所述切削 件路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有條件地接合。
36. 如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第二切削路 徑與所述第一切削路徑旋轉(zhuǎn)相鄰或部分重疊。
37. 如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述第二切削件 排的至少一個(gè)第二主切削件具有比所述第一切削件排的至少一個(gè)第一 主切削件傾斜更大或更小程度的后傾角，所述第二切削件排的至少一 個(gè)第二主切削件的切削表面包括比所述第一切削件排的至少一個(gè)第一 主切削件的切削表面傾斜更小程度的倒角。
38. 如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，還包括一個(gè)或多個(gè)輔助 切削件排，每個(gè)輔助切削件排包括至少一個(gè)輔助切削件，所述至少一 個(gè)輔助切削件包括從所述刀翼至少部分地伸出的切削表面，且定位成 沿第 一切削路徑大體上附隨于所述第 一切削件排的主切削件之一或者 沿第二切削路徑大體上落后于所述第二切削件排的主切削件之一，并且構(gòu)造為在沿著所述切削路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)與所述地層有條件地接合。
39. 如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述多個(gè)第二切 削件中的至少一個(gè)相對(duì)于所述主切削件排的主切削件可變地在下方暴 露；所述第二切削件中的至少一個(gè)相對(duì)于所述多個(gè)第二切削件中的另一個(gè)可變地在下方暴露至更大程度；所述第二切削件中的至少一個(gè)定 位成徑向偏離所述主切削件以便大體上沿著所述切削路徑在旋轉(zhuǎn)方向 上附隨；所述第二切削件中的另一個(gè)定位成與所述主切削件成徑向直 列關(guān)系以便大體上沿著所述切削路徑在旋轉(zhuǎn)方向上附隨；和所述第二 切削件中的至少 一 個(gè)定位成與所述主切削件成徑向交錯(cuò)關(guān)系以便大體 上沿著所述切削路徑在旋轉(zhuǎn)方向上附隨。
40.如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭，其中，所述主切削件排 和第二切削件排的多個(gè)切削件在所述鉆頭的可用壽命期間均分負(fù)載， 所述均分負(fù)載受到有選擇地給每個(gè)切削件提供切削件側(cè)傾角、切削件 位置、切削件尺寸、切削件后傾角、切削件暴露量、切削件倒角和切 削件間隔的影響。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭(110)包括主切削件排(143)和多輔助切削件群(153)，所述主切削件排包括至少一個(gè)主切削件(11)。多輔助切削件群包括第一和第二在后切削件排(154，155)，每個(gè)切削件排包括定位成附隨于所述至少一個(gè)主切削件的至少一個(gè)切削件。旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的壽命因多輔助切削件群而延長，使得鉆頭更為耐用并且延長了切削件的壽命。另外，多輔助切削件群的切削件構(gòu)造為有選擇地與被鉆地下地層材料接合，提供改善的鉆頭壽命，減少作用在切削件上的應(yīng)力。本發(fā)明還公開了旋轉(zhuǎn)刮刀鉆頭的其它實(shí)施例。
文檔編號(hào)E21B10/43GK101622421SQ200880006161
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者D·加維亞, E·E·麥克萊恩, J·E·霍伊恩斯, L·E·斯內(nèi)爾, M·L·多斯特, M·R·伊莎貝爾, R·J·漢福德 申請(qǐng)人:貝克休斯公司